高压大容量直流变压器拓扑研究综述及展望

发展以直流汇集、直流输配电等为基础的直流电网技术,是未来支撑大规模新能源汇集送出和适应多元负荷接入的关键技术。高压大容量直流变压器作为直流电网中最核心的装备之一,起到直流电压变换和直流潮流控制的重要作用。针对现有的高压大容量直流变压器研究现状和发展情况,该文首先介绍了3个主要的应用场景,并以此为基础分析了高压大容量直流变压器的技术需求;然后系统的归纳了现有高压大容量直流变压器拓扑的国内外研究现状,并总结了高压大容量构造规律和拓扑间的共性规律与连接关系。最后展望了未来亟待研究的问题和可能的发展方向。所述内容可为高压大容量直流变压器的进一步发展和工程应用提供一定的技术参考。

面向智能直流配网的高压大容量直流变压器控制策略研究

基于现有的谐振型CLLC变换器,采用输入级串联输出并联的多模块高压大容量直流变压器,在低压直流侧提供了多样化的直流负载以及分布式电源的接口。与传统的配电网变压器相比,新型直流变压器有助于高渗透率分布式能源的消纳,提高电能质量。本文分析了单个模块中输出功率、输出电压与移相角之间的关系,提出一种利用移相角进行功率均衡的控制策略。并在此基础上,提出了能量双向流动的控制策略,从而实现分布式能源柔性接入和高效利用。最后利用PSCAD仿真软件进行了仿真验证。

高压大容量直流变压器模块化离散解耦等效建模方法

高压大容量直流变压器是直流电网的重要设备,在可再生能源汇集与直流系统互联等能量变换环节中具有关键作用。为了在降低建模复杂度的同时保留详细模型的所有电气特性,文中提出了一种模块化离散解耦等效建模方法,以实现高压大容量直流变压器的快速电磁暂态仿真分析。该方法通过引入受控源传递二次信息以实现直流变压器子模块外部端口与内部端口的离散解耦,从而将系统中的高维度节点导纳矩阵转换为多个低维度的子系统进行同时求解以实现仿真提速。所提出的等效模型不仅建模方法简单且保留了详细模型所有电气特性,同时可以准确地仿真直流变压器系统的暂态、稳态特性及一些特殊的运行工况,包括:预充电、直流短路故障及传输功率反转等,并显著地缩短了仿真时间、提高了仿真效率。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真分析验证了所提出的建模方法的正确性与有效性。