基于电流注入法的模块化多电平换流器损耗建模

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的阀体损耗较大,MMC型柔性直流精细化电磁暂态仿真及系统效率研究需要对阀体损耗有更准确的模拟。针对现有柔性直流电磁暂态仿真中的阀体因采用等效模型导致的不存在的虚拟损耗问题,提出了基于电流注入法的柔性直流含阀体损耗电磁暂态建模方法,包括采用有限采样法实现不同运行工况下阀体损耗值的准确自动计算,参考计算结果在建模中采用电流注入法对损耗进行补偿,实现对换流阀损耗的动态跟踪与模拟。最后,通过在PSCAD中搭建柔性直流电磁暂态仿真模型,验证了所提方法的准确性,研究结果可用于精确模拟含阀体损耗的柔性直流电磁暂态建模,且通过仿真可进一步开展降损措施研究。

基于双层模型的可控电流源换流器损耗优化方法

逆阻型集成门极换流晶闸管是构建可控关断电流源型换流器(current source converter,CSC)的可行器件之一。在换流器运行过程中,损耗的产生使得器件芯片结温上升,从而限制了换流阀的运行能力,因此必须明确并优化CSC中器件结温情况。该文提出了系统性的损耗特性、约束条件,建立了损耗抑制的双层模型,并给出了求解方法。提出了缓冲电路和损耗分析的综合设计方法,对缓冲回路及杂散参数范围进行了研究,对比了优化后的CSC与传统直流和柔性直流换流阀的损耗。结果表明,基于该模型的计算参数,器件损耗为5.7kW,电阻损耗约为1.8kW,器件结温增量为38℃,CSC的损耗与系统占比为0.54%。

基于谐波电流时域分段算法的换流站损耗评估

介绍了换流阀损耗和换流变压器损耗的计算方法。根据IEC61803中的损耗计算模型,采用时域分段法计算谐波,开发出换流站损耗分析软件。换流站损耗算例分析显示,用时域分段法精确算得的谐波电流对直流侧换流阀及平波电抗器的损耗计算值影响不大,但对交流侧的换流变压器损耗计算值影响则较明显。

柔直换流阀损耗解析计算及其误差分析

模块化多电平换流器(MMC)柔直换流阀损耗是系统重要的性能及经济评价指标,也是换流阀功率器件选型、结温评估、冷却系统设计的直接依据。换流阀损耗主要为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、二极管等功率器件的导通损耗和开关损耗,占比达到90%以上。目前已有大量关于柔直换流阀损耗计算及优化方法研究成果。本文在现有解析计算法的基础上,进一步精确推导得到涵盖系统工况及器件特性的损耗计算通用表达式。提取了与损耗关联的影响因子及其权重,为损耗优化提供了依据。考虑到实际工程换流阀为电平逼近调制策略,分析解析计算法的误差来源,提出计算精度更高的基于工程运行现场数据录波的损耗计算方法。

两电平和三电平逆变器的新模块化似零电压软换流电路的分析和设计(英文)

提出了一个直流负总线辅助谐振电路(NBARC)与新型直流侧谐振电路镜像对称对模块设计,用以实现两电平和三电平逆变器的软换流。NBARC的电路拓朴减少了功率器件的数目并降低了对器件的功率额定值的要求。为两电平逆变器零电压开关设计并分析了基本NBARC谐振电路,这个电路拓朴和模块设计方法被扩展到一个谐振模块镜像对称对电路,用以钳夹直流侧电压,并实现三电平逆变器的软换流。提出软换流允许在似零电压状态下实现,并分析了残余换流电压对于逆变器开关损耗的影响。模块方法允许软开关电路被设计成标准逆变器的可选附加块,可以把传统的逆变器转变为软开关逆变器。实验结果验证了电路分析和实现。

交直流混合状态估计实用技术研究与实践

为适应高压直流输电的广泛应用,调度中心状态估计软件迫切需要进行相应修改。同时,特高压直流双阀组换流极的出现,也对状态估计直流建模提出了新的要求。针对±800 k V特高压直流输电,提出了一套适应换流极双阀组特点的直流输电量测模型,该模型能同时兼容单阀组运行方式。为确保状态估计功能的平稳过渡,采用交替迭代方法,通过对现有成熟的状态估计软件进行较小修改,实现了交直流混合状态估计。指出工程实际应用中的若干技术问题,包括:软件总体流程的设计、换流损耗的考虑、直流运行方式的修正以及特殊量测的转换,并提出了相应的解决措施。开发的交直流混合状态估计软件已在南网总调投入正式运行,实际应用表明其精度、效率以及收敛性均满足实际工程现场要求。

一种零电压转换PWM直－直变换器的设计及优化

介绍了一种新型的零电压转换软开关技术在大升压比ＰＷＭ直－直变换器上的应用。通过优化电路结构设计和元件参数，使主、辅管均为零电压、零电流开关，且电应力较小。

计及DG与负荷时序特性的直流配电网规划

现有交流配电网在供电容量和新能源接纳等方面面临诸多问题。提出规划建设直流配电网,考虑典型分布式能源和负荷的时序特性与接入配电网的换流损耗,以线路、分布式电源和换流装置年费用、向上级电网购电年费用最小及环境效益最优为目标,建立了配电公司为规划主体的新型直流配电网规划模型、网架和DG独立编码,利用自适应遗传算法交替求解。算例表明:直流配电网规划方案更优,采用时序模型规划结果更经济,接入更多分布式能源,减少线路损耗与换流损耗;直流负荷比例提高,直流配电网优势更加明显。