多端柔性直流系统在分布式能源和直流负荷接入、网络柔性互联、电能质量等方面具有显著优势,成为未来电网的重要发展趋势。为了保证多端柔性直流系统安全稳定可靠运行,需要能够在数毫秒内开断故障电流的直流断路器。本文面向张北±5...多端柔性直流系统在分布式能源和直流负荷接入、网络柔性互联、电能质量等方面具有显著优势,成为未来电网的重要发展趋势。为了保证多端柔性直流系统安全稳定可靠运行,需要能够在数毫秒内开断故障电流的直流断路器。本文面向张北±500 k V柔性直流电网示范工程的应用需求,开展了500 k V直流断路器原理研究与样机研制。首先,提出500 k V耦合负压换流型混合式直流断路器系统方案,给出其拓扑结构、工作原理和控制逻辑;进而,设计基于电磁斥力操动机构和电磁缓冲机构的快速机械开关、基于二极管和复合被动保护支路的交叉桥式电力电子开关和基于耦合负压电路的换流装置等;最后,研制500 k V耦合负压换流型混合式直流断路器工程样机进行实验验证。研究结果表明,研制的100 k V混合式直流断路器能够在3 ms开断25 k A短路电流,具有低损耗、低成本、高可靠性等特点,相关成果已经过实验验证。展开更多
电力电子变压器(PET)是实现交直流混合配电网电能变换与路由的关键设备,可极大增强电网的灵活性和可控性。现阶段,采用级联H桥(CHB)和串联谐振型双有源桥(SRDAB)的PET因具有模块化结构、效率高等优点而被广泛应用。首先,文中以1台应用...电力电子变压器(PET)是实现交直流混合配电网电能变换与路由的关键设备,可极大增强电网的灵活性和可控性。现阶段,采用级联H桥(CHB)和串联谐振型双有源桥(SRDAB)的PET因具有模块化结构、效率高等优点而被广泛应用。首先,文中以1台应用于实际工程中的1.5 MW 10 kV AC-750 V DC PET为分析对象,结合实验波形阐述了PET正反向功率流向下开关时瞬态特性的不同,并分析了特性差异的原因;其次,SRDAB整流侧电流只流经二极管,因此通过闭锁其整流侧功率半导体器件,可降低SRDAB开关损耗,从而提高PET效率;最后,在PET工程现场进行实验测试,证明了损耗分析的正确性和效率优化方法的有效性。采用所提方法,PET运行效率可提高约0.2%。展开更多
文摘多端柔性直流系统在分布式能源和直流负荷接入、网络柔性互联、电能质量等方面具有显著优势,成为未来电网的重要发展趋势。为了保证多端柔性直流系统安全稳定可靠运行,需要能够在数毫秒内开断故障电流的直流断路器。本文面向张北±500 k V柔性直流电网示范工程的应用需求,开展了500 k V直流断路器原理研究与样机研制。首先,提出500 k V耦合负压换流型混合式直流断路器系统方案,给出其拓扑结构、工作原理和控制逻辑;进而,设计基于电磁斥力操动机构和电磁缓冲机构的快速机械开关、基于二极管和复合被动保护支路的交叉桥式电力电子开关和基于耦合负压电路的换流装置等;最后,研制500 k V耦合负压换流型混合式直流断路器工程样机进行实验验证。研究结果表明,研制的100 k V混合式直流断路器能够在3 ms开断25 k A短路电流,具有低损耗、低成本、高可靠性等特点,相关成果已经过实验验证。
文摘电力电子变压器(PET)是实现交直流混合配电网电能变换与路由的关键设备,可极大增强电网的灵活性和可控性。现阶段,采用级联H桥(CHB)和串联谐振型双有源桥(SRDAB)的PET因具有模块化结构、效率高等优点而被广泛应用。首先,文中以1台应用于实际工程中的1.5 MW 10 kV AC-750 V DC PET为分析对象,结合实验波形阐述了PET正反向功率流向下开关时瞬态特性的不同,并分析了特性差异的原因;其次,SRDAB整流侧电流只流经二极管,因此通过闭锁其整流侧功率半导体器件,可降低SRDAB开关损耗,从而提高PET效率;最后,在PET工程现场进行实验测试,证明了损耗分析的正确性和效率优化方法的有效性。采用所提方法,PET运行效率可提高约0.2%。
