多电压等级直流电网的仿真技术与协调控制策略研究

多电压等级的直流电网是未来直流输电技术的重要应用,其关键设备是直流变压器。然而,多电压等级直流电网的电磁仿真模型规模庞大,含直流变压器时的协调控制策略尚不清楚。对此,首先简单介绍了MCT(模块化组合式直流变压器)的运行原理。然后,基于平均开关函数提出了桥臂高等效性模型,用于加快电磁暂态仿真速度。最后,针对舟山五端柔性直流改造工程,研究了含MCT的多电压等级直流电网的协调控制策略。在PSCAD/EMTDC中搭建了基于桥臂高等效性模型的多电压等级直流电网仿真模型,验证了所提出桥臂等效模型以及协调控制策略的有效性。

直流电网MMC拓扑及其直流故障电流阻断方法研究

难于阻断直流侧故障电流是典型半桥模块化多电平换流器(half bridge sub module based modular multilevel converter,HBSM-MMC)的固有缺陷,严重影响该类型换流器在直流电网中的应用,因此开展具有直流故障电流阻断能力的MMC拓扑及控制技术研究意义重大。首先介绍典型HBSM-MMC的拓扑结构及工作原理,阐述其直流侧故障特性及影响机理,对比分析现阶段存在的直流侧故障清除方法及优缺点,指出基于换流器拓扑的自清除方法是解决直流侧故障电流阻断问题的最有效方法之一;通过对国内外MMC拓扑的调研,分别详细研究3类MMC优化拓扑结构及其直流故障隔离和电流阻断机理,对比分析3类优化拓扑的各项参数和功能实现的优缺点,为后续MMC技术在多端直流输电系统和多电压等级直流电网中的应用提供技术参考。

模块化组合式直流变压器的单极接地故障特性和恢复策略研究

直流变压器是解决直流输电系统互联时电压等级不一致问题的主要方法,然而直流变压器的故障特性和恢复策略尚不清楚。文中研究了模块化组合式直流变压器(modular combined DC transformer,MCT)在直流单极接地故障下的暂态特性,并分析了不同故障下交流侧隔直电容的放电过程,提出了相应的故障恢复策略。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了含有MCT的柔性直流输电系统仿真模型,时域仿真结果验证了故障特性分析和故障恢复策略的正确性和有效性。

一种模块化组合式直流变压器及其主回路参数选择方法

当前,直流变压器是解决直流输电系统互联时电压等级不一致问题的主要方法,但传统的直流变压器中含有交流变压器因而价格昂贵。对此文中提出了一种无需交流变压器的模块化组合式直流变压器(modular combined DC transformer,MCT)。文中首先分析了MCT的拓扑结构和工作原理,然后根据MCT的性能要求提出了参数的选择原则,最后在PSCAD研究了含有MCT的直流输电系统仿真模型。时域仿真结果验证了文中所提出的MCT的可行性。