一种限流式混合直流断路器方案

直流输电与交流输电相比,具有线损低、不存在系统同步运行稳定性问题等一系列优点。近年来,随着电压源型高压变流器等技术的迅速发展,柔性多端高压直流输电系统、直流输配电网以及直流断路器等关键技术与装备的研究受到了国内外的高度重视。文中简要阐述了机械式、全固态与混合式3类直流断路器的拓扑结构、工作原理、优缺点及国内外研究现状,指出高压直流断路器应以混合式为主要发展方向;提出一种限流式混合直流断路器方案并仿真验证了其可行性,该方案采用全/半控器件串联构成固态开关再与机械开关并联的混合开关结构及故障限流技术,可有效抑制直流短路电流上升率,降低故障判断灵敏性与机械开关速动性的要求,减少高压应用场合下固态开关器件的串联数量(特别是绝缘栅双极型晶体管等价格昂贵的全控型器件),从而降低装置工程化实现的技术难度及其体积与成本。

配置HSS的并联多端高压直流输电线路保护选择性研究

文中综述了并联多端直流线路保护的研究现状,基于并联多端直流主回路拓扑,提出了配置直流高速隔离开关(HSS)的并联多端直流的线路保护配置方案。为解决配置HSS的并联多端直流线路主保护选择性问题,对现有的多端线路主保护存在选择性盲区的原因进行分析,并提出一种新的线路保护策略:将线路主保护分为2段,通过定值配合和新增保护辅助判据策略,解决了通信正常和通信故障下线路主保护选择性问题。通过RTDS仿真系统试验,验证了提出的线路保护策略能有效区分线路区内故障和区外故障,解决选择性问题,实现了某一线路全长范围内发生永久故障时无需多端直流全停,只需隔离故障线路而剩余线路可继续运行,可应用于配置HSS的并联多端直流输电系统中。

并联型直流电力弹簧的简单拓展移相控制策略

直流电力弹簧(direct current electric springs,DCES)作为一种解决光伏和风电并入直流微网出力不稳定而引起的电能质量问题的新途径,具有配置灵活、体积小等优势。该文提出一种针对基于三有源桥(triple active bridge,TAB)拓扑的并联型直流电力弹簧(DCES with parallel topology)的拓展移相(extended-phase-shift,EPS)控制策略,EPS控制相较于单重移相(single-phase-shifting,SPS)控制,具有减小电源侧回流功率、增大零电压开通(zero voltage switching,ZVS)区间、减小开关器件电流应力、减小光伏电源容量等优势。该文在EPS控制的基础上实现了在电源侧电压较大范围波动情形下并联型DCES全部开关器件的ZVS,并提出回流功率优化控制策略。最后,实验验证了所提EPS控制策略的正确性和有效性。

从拓扑功能角度探析交流电力弹簧拓扑的衍化发展

本文系统的阐述了交流电力弹簧抑制电网电压波动的基本原理,归纳了现有的交流电力弹簧拓扑结构,包括第1代交流电力弹簧、第2代交流电力弹簧、第3代交流电力弹簧、三相交流电力弹簧、新型交流电力弹簧和统一的交流电力弹簧拓扑;从拓扑功能角度出发,探析了不同拓扑结构电力弹簧的衍化发展及其功能上的异同点,提炼了它们不同的功能特点和应用场合.本文紧接着阐述了交流电力弹簧的相关控制方式,探讨了目前交流电力弹簧的优点及其还存在的缺陷,并对该技术未来的研究方向进行了展望.

串并联型风电场机组的过电压协调控制

同一串联簇中机组运行于不同风速时,采用传统的最大功率追踪控制存在过电压、过调制问题。针对该问题,提出一种适用于串并联型风电场机组的过电压协调最大功率追踪控制策略。通过设定合理的直流母线上限值Umax,结合功率-电压协调控制调节处于高风速机组输出的功率,使任何状态下机组直流母线电压都被钳制在安全范围内。最后,在Matlab/Simulink搭建控制算法仿真模型,对传统过电压控制方法与本文所提策略的仿真结果进行对比分析,结果证明了所提出策略的可靠性和实用性。

基于VSC-HVDC串并联拓扑结构风电场协调控制策略研究

提出一种在柔性直流输电中,针对串并联拓扑结构的直驱永磁同步发电机(DD-PMSG)风电场的机组协调控制方案,采取适用于串并联接入方式的可变步长爬山算法,使系统在运行的安全范围内找到最佳功率点。变流器采用速度外环、电流内环的双闭环控制策略,并提出基于电流环前馈的控制方案,以提高速度跟踪时的响应速度,并减少了稳态误差。控制方案通过MATLAB/Simulink仿真,实验表明该方案整体运行效果稳定,可很好地实现对多机组的协调控制及最大风能捕获。

直流电炉安全运行及煤气回收并网设计

根据直流电弧炉操作要点及煤气特性,研发、选择适宜的DC炉微正压操作工艺及煤气并网回收工艺,设置负压回流系统确保DC炉单炉安全高效生产,并利用安全回收系统达到多炉生产煤气并网回收的目标。

考虑直流电力弹簧的“光储直柔”系统协调控制策略研究

分布式光伏输出功率产生的较大波动会对配电网的系统稳定性产生较大影响。“光储直柔”系统作为一种新型的建筑低压直流配电系统,是解决分布式光伏发电就地消纳和提升电网互动能力的重要方式,但是直接使用储能装置吸收光伏功率波动,所需储能容量较大,成本较高。直流电力弹簧作为新型的电力电子稳压装置,为消纳分布式光伏提供了新的解决办法,但是单个直流电力弹簧提供的电压调节能力相对较弱,针对这一问题,提出了一种基于下垂控制的多直流电力弹簧的协调控制策略。为合理利用建筑“光储直柔”系统的柔性调节能力,提出了一种考虑直流电力弹簧的“光储直柔”系统能量管理模式和协调控制策略,能在电网紧急情况下对电网提供有效支撑。最后在多场景下进行仿真验证,仿真结果证明了所提方法的有效性。

飞机多通道发电系统并网协同控制方法研究

针对多电飞机电力系统面临的功率需求不断增长的挑战,基于飞机高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)供电系统,提出了多通道发电机并网协同控制技术,以满足大功率负载对功率的需求。在传统的电压、电流双闭环控制策略基础上,多发电机并网协同控制策略采用下垂控制代替传统的电压外环控制,通过合理设置下垂控制系数达到了各发电机按照容量分配负载功率的目的。建立了HVDC供电系统的小信号模型,基于阻抗比判据分别评估了带相同恒功率负载时单发电机系统与发电机并联系统的稳定性,并基于阻抗研究了下垂系数对系统稳定性的影响。仿真验证了多发电机并网控制策略的有效性和小信号阻抗分析法的适用性。结果表明,多发电机并网控制策略改善了系统的稳定性和带载动态性能,实现了多发电机按照比例分配负载功率的功能。