MMC不完整运行方式的有功功率传输研究

针对柔性直流输电(voltage source converter–high voltage direct current,VSC-HVDC)模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)桥臂发生故障停运和不完整运行工况下无法传输有功功率的问题,首先介绍MMC不完整运行无功传输原理;然后,分析MMC不完整运行方式有功功率传输的可能性;进而提出MMC不完整运行方式的有功功率传输控制方法,并研究不完整运行方式下的组合种类、功率运行区间和有功功率波动特性,归纳MMC不完整运行有功功率传输条件;最后,在MATLAB软件平台中搭建柔性直流系统模型,验证了所提出的不完整运行有功功率传输策略的正确性。

用于换流阀运行试验的新型控制保护系统

介绍了一种应用于直流换流阀运行试验的新型控制保护系统。该系统由人机接口、调节、保护、阀基电子等11个功能单元组成。在该系统内部有3条独立工作的CAN总线,用于在各功能单元之间传输大规模的数据。通过控制一次电路中的晶闸管阀及球隙,该系统能在试品阀上产生各种电气和热应力条件,从而完成IEC60700-1要求的全部运行试验。同时,该系统还实时监视一次电路电压、电流的数值,断路器、水冷系统及本控制保护系统自身的工作状态,一旦发现异常,将采取措施,保护一次电路的安全。基于该系统成功完成了宁东—山东±660kV直流输电工程的换流阀运行试验,试验结果验证了系统的可靠性和有效性。

一种大功率电力电子设备的数据采集系统

设计了一种应用于大功率电力电子设备的数据采集系统,该系统由测量元件、同步单元、采集单元和后处理单元4部分组成。其中,测量元件是与一次回路直接连接的高电压设备,用于将一次回路的高电压、大电流按比例变送为小模拟信号,根据不同需求,测量元件的设计和安装可按照接地支路的、不接地支路的电压测量和接地支路、不接地电支路的电流测量4种情况分别加以解决。同步、采集和后处理单元是位于地电位的微电子电路,用于实现模数转换、数据传输、滤波、消偏置等功能。本系统已经应用于中国电力科学研究院电力系统电力电子试验室的高压直流换流阀运行试验装置中,运行结果验证了系统的测量精度和可靠性。

MMC不完整运行方式及其控制策略研究

首先分析了柔性直流输电(voltagesourceconverter HVDC,VSC-HVDC)模块化多电平换流器(modular multilevelconverter,MMC)不完整运行的必要性,研究了MMC不完整运行原理,建立了MMC不完整运行的数学模型,提出了MMC在桥臂不完整情况下的运行方式,并针对每种不完整运行方式建立了完整的控制策略;同时提出了在不完整模式下维持换流器有功功率传输能力的"6+1"式MMC衍生拓扑。最后在Matlab/Simulink中搭建了MMCHVDC电磁暂态仿真模型,验证了所提不完整运行控制策略和衍生拓扑的有效性和正确性。

三端口双向DC-DC变换器多模态切换建模与分析

三端口隔离式双向DC-DC变换器是电动车储能装置与负载之间的连接器,是直接影响其带载能力的关键装备之一。目前,三端口隔离式双向DC-DC变换器的拓扑结构研究获得较大发展,但其建模与控制技术还无法满足高控制性能要求,因为现存模型均未能准确表征DC-DC变换器的多模态切换动力学特性。针对此问题,融合切换理论与谱范数稳定性分析方法,建立三端口隔离式双向DC-DC变换器的多模态切换模型,并提出状态反馈控制策略。采用谱范数理论推导出闭环系统渐进稳定性条件,通过求解一组线性矩阵不等式可获得控制器增益。仿真结果表明,所提出方法具有过度过程时间极短、稳态误差小及无切换痕迹等优点,为DC-DC变换器研究提供新思路。