电网电压畸变下电流型PWM整流直流侧恒流控制

针对电网电压畸变下电流型PWM整流器直流侧含有较大的低次谐波,传统的控制策略需要复杂正负序分解,坐标变换和解耦控制。提出了一种无需锁相环的电流型PWM整流直流侧恒流控制策略,推导出直流电流平方的功率外环控制,直流侧采用恒流控制,取代传统的PI控制;电流内环采用比例谐振和谐波补偿控制实现对网侧电流的无差跟踪。该控制算法基于静止坐标系下,无需锁相环、坐标旋转变换和解耦控制,简化了控制模型。仿真和实验也验证了该控制策略的正确性。

MMC-HVDC的新型交流故障穿越策略

通常柔性直流输电(MMC-HVDC)系统在满功率调制下,开关管的过流裕度较小,容易在整流站交流故障恢复时刻发生桥臂过流现象。深入分析了柔直系统中的环流特性,推导出环流幅值和相位关系,以及环流对桥臂电流中有功和无功分量电流的影响。指出MMC固有的环流可减小桥臂有功电流的峰值,并基于此提出了在交流故障期间不使能环流抑制的新型交流故障穿越策略。新策略增加了交流故障穿越的成功率,简单可靠,易于实现,最后通过实时数字仿真(RTDS)试验平台验证所提策略的正确性。

直接功率控制下的VSR和CSR驱动负载特性对比研究

本文以比例谐振控制电流内环的电压型整流器(VSR)和电流型整流器(CSR)为研究对象,在直流侧电压平方为外环的VSR系统基础上,提出了以直流侧电流平方为外环的CSR控制结构。给出了两种系统的闭环传递函数及数学表述形式,通过对比分析,研究了最优阻尼系数下的自然振荡频率与负载以及PI调节器参数的函数关系及变化趋势,得出以稳、动态性能最优为目标的两种系统结构对负载的适应性,并给出系统设计中拓扑结构的选择依据和方法,从而简化设计流程,缩短调试周期。在数学推导基础上,搭建了仿真模型,并代入实际系统的参数进行了模拟验证,证明了结论的正确性。

MMC-HVDC系统阀区单相接地故障定位研究

模块化多电平的直流输电系统(MMC-HVDC)换流变压器阀侧中性点采用大电阻接地。任何一换流站阀侧发生单相接地故障后,导致两个换流站的中性点电流幅值和相位均相等。两个换流站都触发中性点过流保护元件动作,无法准确定位故障位置,对后续的柔直检修工作带来极大困扰。针对此问题,深入分析了阀侧单相故障产生的故障电流通道机理,指出一条放电回路为非全相放电通道,结合柔直的平衡性控制特点,该通道即不可控制通道;另一条零序放电回路为故障放电通道。提出了在一侧换流站增加零序补偿策略,该策略在原调制电压上叠加零序电压,导致两换流站中性点电流出现差值而实现故障准确定位。新策略不增加任何测量装置,简单可靠,易于实现。最后通过RTDS试验平台验证所提策略的正确性。

模块化多电平的谐波补偿控制策略

模块化多电平换流器(MMC)在柔性直流输电中存在网侧低次谐波,在较弱的电网或谐波污染较严重的条件下,谐波抑制策略显得尤为重要。该文分析了传统谐波补偿需要多个PI控制环节以及控制繁琐程度,提出了基于谐振补偿的谐波控制策略,电流内环采用比例谐振(PR)和谐振补偿控制策略,实现了对电流内环的无差跟踪和谐波补偿控制。推导了基于滑模控制直压外环新结构,提高了系统的鲁棒性。该控制方案基于静止坐标系,无需锁相环和坐标定向控制,简化了控制模型。在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,仿真结果也验证了所提策略的可行性。

基于直接功率控制的STATCOM研究

基于全桥MMC拓扑的直流融冰控制系统,可运行于直流融冰模式和STATCOM模式。该文针对MMC-STATCOM运行模式,推导了基于直接功率控制的数学模型,内环为有功和无功功率解耦控制。提出了有功和无功功率外环控制,输出结果为功率指令值输入至内环控制中。针对传统的电容电压平衡控制策略,分析其控制策略上的缺陷,提出了基于电容功率均衡控制策略,此策略可避免因电流开关函数特点导致稳态波形畸变,最后通过PSCAD仿真平台验证该文所提策略的正确性。