一种抑制风电送出直流MMC内部振荡的零序电流控制策略研究

量化分析了风电经直流送出系统的振荡模式及各振荡模式与系统状态变量之间的关系,揭示了模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)系统内部振荡的环流零序分量与电容电压的交互影响机理;基于该机理,构建了MMC系统各桥臂等效电容储存总能量与零序电流的动态关系模型,推导了MMC系统各桥臂等效电容储存总能量与电容电压差模量以及共模量的表达式,提出了零序电流控制策略;以该控制策略动态模型为对象,计及该动态模型中间变量后,对含零序电流控制策略MMC系统的振荡模式进行了分析,结果表明,所提控制策略可以使振荡模式的实部向左移动,增加总阻尼,提升系统稳定性。

基于零序环流控制器的海上风电MMC-HVDC并网系统小干扰稳定分析与优化控制

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电技术广泛应用于海上风电并网工程,并网系统的小干扰稳定性问题一直备受关注。文中围绕MMC零序环流控制器对海上风电MMC-HVDC并网系统稳定性的影响展开研究,首先采用复矢量和谐波状态空间的方法建立MMC闭环频域模型,进而推导出考虑零序环流控制器的MMC单输入单输出阻抗模型,其次建立海上风电与集线网络阻抗模型。基于以上模型探究零序环流控制器对并网系统稳定性的影响规律及作用机理。分析结果表明,海上风电场出力过大时,系统易出现振荡风险;零序环流控制器的投入等效增大了桥臂电阻,增强了系统阻尼,能够有效抑制孤岛控制模式下MMC的阻抗谐振峰值。最后,从增强系统阻尼的角度设计零序环流控制器参数优化方案,通过仿真验证理论的正确性和方案的可行性。

无联接变柔直配电网的零序电流抑制控制策略

在基于模块化多电平换流器(MMC)的电压源换流器-柔性直流配电网(VSC-MVDC)换流站中,联接变压器是占地面积和造价仅次于换流阀的一次设备。取消VSC-MVDC换流站的联接变压器,可有效降低换流站占地面积,减小项目投资,还可降低系统损耗,减少维护和服务,提高系统经济性和实用性。但针对消弧线圈接地和电阻接地系统,无联接VSC-MVDC在发生接地故障时,会产生零序电流,并且可穿过直流侧流入对侧交流系统。零序电流若不进行抑制,会导致一次设备的电流应力增加,严重时可影响系统稳定性。此处针对该工况,提出了一种附加的零序电流抑制控制器,可有效抑制故障时零序电流,增强无联接变压器的MMC换流站的故障穿越能力。通过RTDS仿真验证了所述零序电流抑制控制器的有效性。

瞬时电压补偿装置的零序电压控制

分析了瞬时电压补偿装置 ( DVR)产生零序电压及其放大机理。分析表明 ,即使系统不存在零序回路 ,DVR都会在补偿控制中向系统注入微小的零序分量 ,该零序分量会对无零序回路系统侧电压造成不良影响。为此 ,提出了新的控制策略 ,该控制策略通过检测并消除指令中的零序分量 ,以破坏无零序电流回路系统的零序电压正反馈条件 ,消除 DVR注入零序电压的不良影响。仿真结果表明 。

低漏电流非隔离型三相并网变换器协同控制策略

针对非隔离型并网变换器因缺少隔离环节导致的共模电压与泄漏电流固有问题,文中通过将滤波电容中点与并网变换器下桥臂公共点短接,来衰减户内供用电装置对地寄生电容耦合到电网侧的漏电流.首先,以并网变换器结构模型为基础建立其动态数学模型,结合漏电流产生原因及抑制机理,实现对共模电压的零序控制;其次,为限制LCL型滤波器的谐振峰引发的电压振荡,采用滤波电容电流反馈回占空比的有源阻尼控制方案;然后,针对零序控制与有源阻尼控制间的交互影响,借助LCL型滤波器控制等效电路分析其产生原因,对比不同控制策略配置下共模电压波形与电网中谐波含量,确立高稳定精度与低谐波含量的控制方案;最后,通过仿真验证降低漏电流与平抑谐振峰的协同控制策略的有效性.

基于无功补偿设备的谐振过电压检测和抑制控制方法研究

为降低谐振引起的铁磁谐振过电压对电气设备的绝缘的损害程度,本文提出了一种基于配电网无功补偿设备的具有无功补偿和消谐功能一体化的新型配网装置及控制方法,通过MATLAB/Simulink仿真,验证该新型控制方法可以抑制谐振过电压,并通过搭建简易的配电网模拟线路和无功补偿设备,进一步分析得到在原本的无功补偿设备的基础上增加零序控制通路,即可向配电网注入一定频率和幅值的共模电压或共模电流,从而实现谐振过电压抑制功能。

多电平变换器PWM控制技术发展现状

多电平PWM控制技术一直是多电平变换器研究的核心内容之一。基于传统两电平PWM技术研究的经验,经过近十几年的发展,多电平PWM控制技术已形成了几类不同的实现方法,同时新的控制方法还在涌现。与两电平相比,多电平PWM方法需要面对一些新出现的问题,并拓展PWM控制的内涵,进而形成新的PWM控制思路。按照目前的发展情况,多电平PWM控制方法一般有多电平载波PWM方法、多电平空间矢量PWM方法,以及其他优化的PWM方法。本文对已有多电平PWM控制技术进行了归纳和分析,最后指出多电平空间矢量法和载波调制法在一定条件下具有内在的一致性。

多电平PWM控制技术发展

多电平PWM控制技术一直是多电平变换器研究的核心内容之一。基于传统两电平PWM技术研究的经验,经过近十几年的发展,多电平PWM控制技术已形成了几类不同的实现方法,同时新的控制方法还在涌现。与两电平相比,多电平PWM方法需要面对一些新出现的问题,并拓展PWM控制的内涵,进而形成新的PWM控制思路。按照目前的发展情况,多电平PWM控制方法一般有多电平载波PWM方法、多电平空间矢量PWM方法,以及其他优化的PWM方法。本文对已有多电平PWM控制技术进行了归纳和分析,最后指出多电平空间矢量法和载波调制法在一定条件下具有内在的一致性。

基于瞬时对称分量法的三相四线制D-STATCOM控制研究

配电网中三相负载不对称,会导致三相电流电压不对称。基于瞬时对称分量法对三相电压和电流量进行分解,提出了一种新的正序、负序和零序电流直接控制方法,应用于三相四线制配电网并联型D-STATCOM(配电网静止同步无功发生器)。正序电流控制使D-STATCOM发出电网中需要补偿的无功电流和谐波电流;负序、零序电流由abc坐标系转换到dq0同步旋转坐标系与期望值0做差进行控制,用以补偿三相负荷不平衡。仿真结果表明,所提出的控制方法可以使D-STATCOM有效补偿配电网三相负荷不平衡,提高配电网功率因数,同时消除非线性负荷引起的电流畸变。

基于虚拟磁链定向的并联型整流器控制方法

为解决整流器并联产生的环流而导致并联系统的能量损耗增加,交流侧电流的畸变升高,功率因数下降,器件的寿命降低等问题,利用虚拟磁链定向的矢量控制方法建立了新的系统模型,并且采用零序向量前馈控制策略对并联系统的环流进行控制,不仅使并联系统获得了无网压传感器整流器的优点,而且与传统并联型整流器相比增加了系统的稳定性。仿真结果验证了这种控制方法的可行性和有效性。

一种基于旋转坐标系控制算法的三相不平衡智能补偿装置应用研究

配电变压器所带的低压供电系统,常发生因用户负荷变化所引起的三相不平衡现象。三相不平衡会导致配电变压器损耗加大、出力降低、电压质量下降等问题。本文提出将基于旋转坐标系的正序、负序、零序电流控制算法用于解决配电变压器负荷侧三相不平衡问题,且基于该原理研制补偿装置并验证该控制算法的运行效果。

基于无差拍多台并联逆变器环流抑制方法研究

提出一种基于无差拍和协调控制策略的零序环流控制多台逆变器并联系统。首先建立多台并联逆变器的零序环流模型,通过模型发现零序环流不仅和参数有关,而且和其它并联逆变器环流有关。为了消除零序环流影响,提出基于无差拍和协调策略的零序环流抑制方法,该方法通过改变零矢量作用时间实现零序环流抑制。实验验证了所提方法在输出电流不相等情况下均具有很好的抑制效果。

交直流混合配电网交流接地故障隔离策略

在交直流混合配电网中,为使模块化多电平换流器像换流变压器一样能隔离交流接地故障,本文分析了单相接地故障下零序电流和零序电压的特性,提出基于比例谐振控制的零序电流抑制策略。本文在模块化多电平换流器中采用混合子模块拓扑及相应的调制策略,并为全桥子模块设计一种新型的电容充放电策略,在保证子模块电容电压均衡稳定的条件下提高桥臂输出电压幅值上限,解决零序电流抑制时过调制的问题。最后,在Matlab/Simulink中进行交直流混合配电网仿真,结果表明所提策略可以阻止交流接地故障传播至非故障配电网。

模块化多APF并联环流抑制研究

为研究解决模块化多APF的并联运行系统中的环流问题,根据环流产生的原因,提出了环流抑制的控制策略。正序、负序和零序协调控制的策略能够通过PI调节对装置电流大小进行调节从而消除环流,预测控制策略本身存在的超前特性能够消除信号延迟带来的装置电流相位差异,从而达到消除环流的目的。仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性。

无联结变压器MMC-MVDC配电网零序电压抑制策略

介绍了基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的中压直流配电网采用无联结变压器接入的技术方案,针对单相故障零序电压导致直流波动和非故障站电压畸变,分析了单相接地故障零序电压产生及传导机理,并设计了相应的零序电压抑制控制器(zero sequence voltage suppressing controller,ZSVSC),抑制直流正负极电压中含有的零序电压,实现了非故障站交流电压对称稳定运行。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了含ZSVSC的两端基于模块化多电平换流器的中压直流(modular multilevel converters medium voltage direct current,MMC-MVDC)配电网仿真模型,仿真结果表明所设计控制器在不影响已有正负序控制策略的基础上,有效抑制了零序电压。