电能路由器冗余配置设计

电能路由器是未来能源互联网中的关键设备,其可靠性关系着未来配电网的安全可靠运行。配置冗余子模块可提升设备的可靠性,但同时会使成本增加。以目前主流电能路由器拓扑为基础,分析对比了设备不同冗余控制方式下的可靠性;引入成本-损失目标函数对冗余配置进行优化,研究了不同情况下目标函数最小值的求解,并以此得到可靠性与经济性最佳的冗余配置方案。最后通过对工程实例的分析计算,为子模块选型与冗余配置给出了建议,验证了所提方法的可行性与有效性。

适应多端直流输电系统直流故障仿真的工程实用模型研究

多端直流输电(Multi-terminalDC,MTDC)已经成为颇具竞争力的跨区域大功率输电技术,但因结构复杂,目前缺乏完整的数学模型。真双极混合桥模块化多电平变流器(Modularmulti-levelconverter,MMC)是特高压MTDC的重要部分。若仍沿用半桥MMC的模型建模,真双极结构中双阀组交流侧的电气联接无法体现。另外,半桥MMC模型中0-1二值开关函数推广到混合桥的合理性也有待证明。为解决MTDC建模中存在的上述问题,以昆柳龙直流工程为例,首先推导真双极混合桥MMC的完整数学模型,并对常规高压直流换流站和直流传输线进行准稳态和集中参数近似。进一步建立了直流故障下MTDC的工程实用数学模型,兼顾了精确性和复杂性。最后针对直流单极接地故障运用该模型进行分析计算,并与PSACD仿真结果进行对比,验证了所提出模型的有效性。

对称单极柔性直流输电系统不对称交流故障解析模型

交流故障电流计算尤其在不对称故障情况下对断路器选型和直流保护起到至关重要的作用,然而面向直流保护的交流故障电流计算多依赖于电磁暂态仿真。该方法存在仿真计算耗时长、缺乏物理机理剖析和参数影响因素分析等诸多弊端。为了解决上述问题,本文针对实际对称单极结构柔性直流输电系统的交流不对称故障场景,推导出故障下控制系统响应前桥臂电流与交流线路电流上升速率,以及控制系统响应后交流线路短路电流d轴、q轴正序分量和三相短路电流的解析模型。对比解析模型与实际直流工程的仿真结果,验证故障解析模型的正确性。该研究的重要价值在于无需经过多次电磁暂态时域仿真结果,可以通过理论计算得到交流不对称故障下短路电流的动态过程,最终计算结果可以为控制保护策略的设计提供参考。