双降压式模块化多电平直流变压器子模块电感不对称分析

为了探究双降压式模块化多电平直流变压器(Dual Buck Modular Multilevel DC Transformer,DBMMDCT)子模块电感参数不对称对子桥臂间功率差的影响,通过构建其共模和差模等效电路,将桥臂传输功率分解为共模和差模部分,得出桥臂功率差与子模块电感差的定量关系,并通过仿真进行验证。结果证明子模块电感参数不对称会引起桥臂电感电压偏置,增加环流纹波,降低运行稳定性。

基于孪生模型的模块化多电平换流器保护

随着柔性直流输电技术的发展,模块化多电平换流器(MMC)由于其拓扑优势越来越受到关注。作为直流输电换流阀的主要元件,子模块与桥臂电抗器故障将对换流站安全稳定运行造成严重影响,现有差动保护均无法有效识别此类故障。文中提出了基于孪生模型的MMC保护原理,结合MMC的控制信息建立数字孪生模型,通过动态状态估计构建保护判据。所提保护方案能够准确检测MMC换流器故障,包括桥臂电抗器匝间短路故障、子模块开路故障及桥臂相间短路故障。根据保护动作类型提出两套保护判据。仿真结果表明,所提保护方案能够可靠地自适应辨识MMC区内故障,具有良好的速动性以及耐受过渡电阻能力。

利用均压策略消除MMC死区影响的方法

以单个子模块为出发点,分析死区对模块化多电平换流器(MMC)相单元总电压以及交流输出电压的影响.分析表明:在死区时间内,MMC相单元中实际处于投入状态的子模块总数与该相单元内部某一采样时刻发生投、切状态改变的子模块数相关,从而导致相单元总电压会出现短暂的过压(或欠压),不利于桥臂电抗器的运行,同时使MMC交流输出电压中出现不期望的电平数,增大了输出电压的总谐波畸变率.利用优化的均压算法减小了死区对MMC的影响,提高了输出电压的质量,研究最近电平逼近以及优化的均压算法在实现过程中面临的问题.设计一种适合于大规模MMC的控制系统硬件平台,研发了41电平三相MMC实验室样机.实验结果表明:所设计的控制系统是可行的;优化后的均压策略有效地降低了死区对MMC相单元总电压、交流输出电压以及桥臂电抗器的影响.

一种新型单桥臂电感模块化多电平变流器及其控制方法

提出了一种新型单桥臂电感模块化多电平拓扑,相比于常规的模块化多电平变流器(MMC)拓扑结构,每相节省了一个桥臂电感。针对这种不对称的拓扑结构,提出了一种控制方法:以省去下桥臂电感的变流器为例,在下桥臂级联模块的给定电压中加入与上桥臂电感电压对称的虚拟桥臂电感电压,实现变流器上、下桥臂对称运行。并结合MMC环流抑制算法给出了完整的变流器控制框图。最后,通过实验证明了本文所提出算法的有效性。

20CrMo抽油杆串联感应加热调质后的组织与性能

研究了20CrMo钢D级重载抽油杆串联感应加热快速调质过程中淬、回火感应器参数的确定及加热功率、温度、进给速度对能耗和调质后组织与性能的影响规律;分析了快速调质工艺的高温回火机制。结果表明:串联感应加热快速调质能明显提高抽油杆的强韧性和拉伸疲劳抗力,显著地提高生产效率并大量节约能源。

一种基于桥臂耦合电感的自然限流型模块化多电平换流器

环流、直流电流波动和直流侧故障电流抑制问题是模块化多电平换流器(MMC)发展过程中面临的重要难点,为增强系统对三者的抑制效果,提出一种基于桥臂耦合电感的自然限流型多电平换流器(ACINCL-MMC)。首先分析ACINCL-MMC的工作原理,在建立其交直流侧数学模型的基础上,研究桥臂电感耦合程度与环流、直流电流波动和直流侧故障电流的关系,详细地剖析桥臂耦合电感的自然限流作用,并进一步探讨桥臂耦合电感取代直流平波电抗的可行性。最后,仿真和实验结果验证了所提理论的有效性。

基于恒流源向电感充放电的LVDT设计

针对目前工业测试场合中所用到线性可变差动变压器(LVDT)系统结构与电路组成较复杂,且线性度与灵敏度不高等因素;设计出了一款空心LVDT,用直流恒流源作为其激励信号,由ARM单片机控制开关桥向原线圈充放电,在稳定放电期间,利用单片机的控制逻辑去捕获两个副线圈上的脉冲高度差来进行位移量的测量;最终试验数据表明,该方法所设计的空心LVDT在满量程为3 mm时,相对百分比精度可达0.3%,灵敏度为0.284字/μm,且有较高的频率响应特性,能满足一般的工业自动控制与测量需求。

基于重叠电流法的AAMC电容电压均衡策略

介绍了桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的拓扑结构及其工作原理。相比于传统MMC而言,具有模块数更少,没有环流和能够直流闭锁等优点,同时没有增加开关损耗,故具有良好的发展前景。但AAMC在处理电容电压均衡的问题上相比MMC而言更为困难。采用重叠电流的方法,通过配置桥臂电抗器,改变桥臂导通时间并加以额外的控制策略,最后实现电容电压的均衡。在PSCAD/EMTDC平台上建立了每个桥臂14个模块的AAMC拓扑模型,通过仿真验证了重叠电流法的有效性。

MMC换流器桥臂电感短路故障特性研究

在以MMC为核心构建的高压直流输电系统中,因桥臂电感过热或过流等造成的短路故障会破坏系统的稳定运行。本文对MMC的单相上桥臂电感短路故障进行数学建模,推导故障后的MMC环流、传输功率、直流侧电压和直流侧电流等变量的解析表达式,并利用Matlab/Simulink仿真试验进行了验证。进而比较3种桥臂电感短路故障的特性,指出故障主要表现为直流侧电压和电流的轻微振荡、MMC环流的剧烈振荡和传输功率的轻微震荡。

低压MMC-BESS主电路设计研究

MMC拓扑结构的电池储能系统具有交直流两个外部接口,可同时为交直流电网起到能量存储、缓冲和互联的作用。以实际工程应用为背景进行了60 kW/380 V的基于MMC拓扑的电池储能系统主电路及主参数设计。储能系统子模块采用半桥拓扑,储能电池经过LC滤波器接入子模块。根据直流端口与交流端口的电压约束关系,参考直流电压等级相关国家标准,确定了电池储能系统的直流端口额定电压为750 V。根据储能电池模块的电压运行范围,设计桥臂子模块数量为120个。基于并网、环流抑制和短路电流限制三个条件,确定了桥臂电感和交流侧并网电感值均为1 mH。可以为后续相关研究应用提供参考。