模块化多电平换流器的简化模型研究

模块化多电平换流器是适用于高压直流输电的新型多电平换流器拓扑。在仿真试验中发现,随着模块化多电平换流器(MMC)级联模块数的增加,换流器中含有的电力电子器件也大幅增加,显著增加了电磁暂态仿真的计算量,提高了对计算机的硬件需求。通过分析MMC的均压控制过程,提出了一种基于数学方程的简化模型,仿真结果验证了该简化模型能够有效地减少仿真计算量,并拥有与详细模型近乎一致的动态和稳态响应,为研究级联模块数较多的MMC系统提供了一种有效的仿真试验方法。

注入式有源谐波电阻谐振抑制方法

微电网的电压等级逐步向中压发展。为了补偿微网中大量无功功率的传输,在中压配电网中一般加设无功补偿电容。无功补偿电容有可能导致电网谐波电流放大,严重的谐振问题会危及配电网的安全。首先,利用谐振模态分析法对中压配网的谐振进行分析;然后,基于注入式结构的有源谐波电阻AHR(active harmonic resistance),建立电压控制电流源方式下有源谐波电阻的阻抗模型,分析其对谐振阻尼的作用。仿真和实验结果证明了所提出的谐振分析与抑制方法对谐振有明确的预测与阻尼作用,可以有效保障系统的正常运行。

基于三电平T型变换器的船用交直交供电电源

T型三电平变换器因功率密度高、开关器件少、电平数目多等优点而被广泛研究。基于T型三电平桥臂,引入复用桥臂构建一种适用于船用电源的T型交直交变换器,进一步提升船用电源的功率密度与经济性。采用基于同相载波层叠的脉冲宽度调制法,提出包含直流电压外环、输入电流内环的整流侧双闭环和逆变侧输出电压幅值单闭环的协调控制策略;再基于双闭环控制下的直流环节小信号模型设计优化负载电流前馈控制;并通过仿真和试验充分验证了提出的变换器拓扑调制电压平衡策略的有效性和正确性。

不平衡电网下Vienna整流器无差拍预测控制

无差拍预测直接功率控制(DBP-DPC)具有控制简单、动态响应快等优点,但由于Vienna整流器在电网不平衡时其运行范围会受到限制,所以传统DBP-DPC并不适用于电网不平衡的场合。这里主要针对Vienna整流器在不平衡电网下的DBP-DPC展开研究。首先根据电网的不平衡程度将电网分为两类,并分别采用两种不同的控制目标,在此基础上提出一种多目标补偿DBP-DPC方法,针对不同的控制目标采取不同的功率补偿,从而拓宽了Vienna整流器在不平衡电网下的稳定工作范围,最后通过实验验证了所提控制方法的有效性。

模块化多电平有源前端变频器在电力推进系统中的应用

近年来电力推进技术越来越广泛地应用于各类军用舰船,为满足航速要求,大型舰船的推进电机功率已达几十兆瓦级。变频器作为连接电网和推进电机的桥梁,是舰船电力推进系统中的重要设备之一。针对大功率变频器,文章介绍了基于模块化多电平(MMC)拓扑的有源前端(AFE)变频器的工作原理和控制策略,并通过在PSCAD/EMTDC仿真平台下搭建仿真试验模型,验证了其在舰船电力推进系统中的适用性和可行性。

一种维也纳整流装置及其缺相控制方法

针对常规的维也纳整流装置只工作在三相正常的状态下,当缺相发生后就进行停机保护的弊端,此处采用常规的维也纳拓扑结构,提出了一种新型控制方法。该控制方法同时执行三相常规控制策略和缺相控制策略,由缺相切换控制单元根据锁相及缺相检测单元检测出的缺相信息,选择执行以上两种控制策略产生的驱动信号给驱动电路,以实现维也纳整流电路在正常或缺相情况下均能正常稳定工作。此处介绍了维也纳整流装置的工作原理、主要器件选型,常规控制方法和缺相控制方法,实验验证了缺相控制方法的有效性。

直流应急电源冲击性负载补偿策略研究

直流应急电源接入冲击性负载会对其输入、输出造成影响,现提出一种基于大电容补偿和硬件限流的直流应急电源冲击性负载补偿策略,并通过时域和频域分析,研究了大电容补偿的设计方法。实验结果表明,该方法既能够抑制冲击电流,又能够减小输出电压的跌落,保障负载的安全稳定运行,且具有实现简单、易于工程化应用的优点。

基于ICEPAK的磁性元件散热优化设计

磁性元件因本身结构特点,使得散热条件并不理想,在高温的环境条件下易造成性能失效。介绍了磁性元件损耗和散热特点,优化设计了磁性元件的散热结构,通过ICEPAK建立了散热模型,并利用仿真和试验验证了该散热结构的有效性。

考虑蓄电池Run-time等效模型的船舶直流应急电网短路电流计算

为计算直流应急电网不同故障类型下的短路电流,便于直流应急电网开关器件的型号以及相应的保护措施的选择,提出了一种考虑蓄电池Run-time等效模型的船舶直流应急电网短路电流计算方法。与传统蓄电池的Thevenin等效模型和PNGV(the partnership for a new generation of vehicles)等效模型相比,所提方法考虑了蓄电池容量衰减、温度、循环次数、存储时长、电流倍率、自身产热等多因素的影响,对蓄电池的故障等值电路进行了精确模拟。最后,利用实际的直流应急电网短路电流仿真和实验验证了所提方法的准确性,与Thevenin等效模型和PNGV等效模型相比,不同故障下蓄电池Run-time等效模型短路电流的计算误差更小。