一种低谐波和零电流关断换流器运行特性的研究

为了解决高压大功率换流器谐波含量高、功率因数低和零电流关断(zero current switching,ZCS)问题,文中以7电平电流重注入换流器(seven level current reinjection current source converter,SLCR-CSC)为对象,研究其电流控制特性。通过分析多绕组变压器磁化电流合成原理,构建了重注入变压器电流合成数学模型,给出电流重注入变压器和功率器件的选型依据,以及重注入电流通路控制原理。MATLAB/Simulink仿真结果表明其在谐波消除的同时,实现电流过零关断和单位功率因数运行。设计1 MW物理实验平台,实验结果与理论仿真基本一致。

电流注入式HVDC换流器功率控制方法的研究

为了解决HVDC换流器高压大功率化、较高的功率器件开关频率、谐波含量高、防止破坏性短路故障和灵活无功功率控制的问题,选取了电流直接控制特性灵活的多电平电流重注入换流器(MLCR-CSC)为研究对象,构建MLCR-CSC拓扑结构及其HVDC换流器输送端的等值数学模型,在非线性MLCR-CSC控制系统基础上设计了主开关角和重注入电路开关角线性P-Q协调控制器,并在Matlab/Simulink环境中对MLCR-CSC控制特性进行验证。结果表明:MLCR-CSC直流侧电流波动明显减小,脉动数增大了6倍;在基波周期内有6个电流过零开关(ZCS)点,换相可靠性高,每个周期有6个换相点可供选择,ZCS减低开关器件的损耗;在没有滤波器的情况下网侧谐波不随着开关角的变化而变化,谐波含量(THD)低于4%;无功功率可以在主开关角30°范围内灵活控制;MLCR-CSC可以在单位功率因数下运行,这对于HVDC输电系统是很有益的。

基于有源换相换流器的高压直流输电系统 交流故障穿越策略研究

介绍一种基于有源换相换流器ACC(active commutated converter)的高压直流HVDC(high voltage direct current)输电系统,分析有源换相换流器在两相旋转坐标系下的数学模型,提出了一种含附加虚拟项的基于比例谐振PR(proportional resonant)控制器的控制策略,并对控制器参数进行了设计,实现了负序电网电流的抑制和换流器的单位功率因数运行。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,仿真结果验证了所提出的交流故障穿越策略的正确性和有效性。

基于重注入式电流变换技术的换流器特性分析

由于传统换流器产生较多的谐波,消耗大量无功功率,以及功率器件开关损耗较大,为实现大功率换流器的软开关技术、谐波含量降低和单位功率因数运行,提出一种基于直流纹波注入技术的重注入式电流变换技术,它同时具有多电平、软开关和谐波消除的优点。它在传统12脉波换流器的基础上增加了电流重注入回路,构成多电平电流重注入电流型换流器(multilevel current reinjection current source convertor,MLCR-CSC)。文中首先介绍了MLCR-CSC拓扑结构,构建了零电流关断(zero current switching,ZCS)、理想注入波形产生和降低谐波的数学模型。接着,在Matlab/Simulink环境下进行仿真,结果表明该拓扑结构在基波周期内有6个电流过零点,实现了ZCS;总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)低于4%;实现单位功率因数运行;不同电平数重注入电流的结构零电流脉宽可以调节。文章最后搭建了1 MW换流器实验平台,验证了理论分析的可行性。

无网侧电动势传感器的PWM可控整流的研究

针对由传感器带来的高成本、低稳定性等诸多缺点,提出一种无网侧电动势传感器的PWM可控整流控制策略。在对三相电网电动势方程分析的基础上,利用交流电流偏差调节法重构了网侧电动势的幅值和相角,建立了PWM可控整流的M atlab仿真模型验证理论的正确性。仿真结果表明,该系统能够迅速准确地辨识出电网电动势,并且能够以单位功率因数运行于整流和逆变,实现了能量的双向传输。

基于飞轮储能的并网风电场有功功率及频率控制方法研究

为平缓风电场输出,实现大规模风电并网并参与系统的频率控制,设计了一个基于永磁同步电机的飞轮储能系统,利用飞轮储能系统的快速充放电能力实现了风电场并网有功功率与一次频率控制.研究了飞轮储能系统的参考功率计算方法,根据该参考功率的变化实现储能系统充放电运行状态的转化.在Matlab/Simulink中建立了该储能系统模型,进行了风电场并网的有功功率及频率控制仿真,仿真结果表明该方法可以有效地平缓风电场的有功功率输出,参与系统的一次调频.