多脉波整流技术在风力发电中的应用

提出了一种新型的12脉波自耦变压整流器(ATRU),具有结构简单、可靠性高、功率因数高等突出优点。将其用于风力发电场合,可以解决当前风力发电机组中PWM整流器故障发生率高和二极管不控整流器功率因数低、电流谐波含量高、转矩脉动大等问题。文中首先详细分析了该整流器的工作原理和输入电流、输出电压特性。随后,结合永磁同步风力发电系统,讨论了ATRU与风力发电机组之间的关系,给出了ATRU在风电场合的设计要求。最后,设计了一套实验系统,实验结果验证了理论分析的正确性和ATRU在风电场合应用的可行性。

基于模块化多电平的柔性直流系统故障稳态特性分析

直流故障稳态特性对直流电网设计、保护配置以及一次设备选型等具有重要意义。针对模块化多电平的柔性直流系统,考虑了桥臂电抗对两极短路故障不控整流稳态运行期间换相重叠的影响,分析了可能出现的换相重叠角范围及各自对应的故障场景。针对不同的换相重叠角范围,分析了相应的桥臂导通工作情况,并据此推导出直流故障后稳态阶段直流电流、电压、桥臂电流、交流电流的精确计算公式。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了基于模块化多电平的柔性直流输电系统模型,通过不同故障距离的仿真算例验证不同换相重叠角范围下理论计算的准确性。

三相不控整流负荷的谐波功率实测建模

以三相不控整流负荷为研究对象,分析负荷功率变化导致整流电流断续和连续的工作模式,利用交流侧电压电流实测特征数据,结合整流器导通过程的电路约束,提出三相不控整流负荷等效电路的参数估算方法;在此基础上,根据整流器导通区间内的电压电流平衡方程,推导其谐波耦合导纳矩阵,建立三相不控整流谐波功率模型,并根据谐波功率导纳矩阵元素的分布特征,给出该谐波功率模型的简化形式。最后,通过仿真和实验的方式验证电路参数估计方法和谐波模型的正确性。

基于不可控整流移动式直流融冰装置的研究

针对湖南电网输电线路的冰冻灾害,提出了基于不可控整流的直流融冰技术,并研制了移动式直流融冰装置,可实现0～150km各种线型的输电线路融冰,解决了输电线路线型复杂、长度不等的融冰问题。移动式直流融冰装置对长沙向阳变电站110kV向黄I线进行了现场试验,该导线型号为LGJ-185,长度为12.626km,施加603A电流10分钟后,导线温度从-1℃上升到24.2℃。

基于基波磁通补偿的电动汽车充电桩谐波抑制研究

电动汽车充电桩工作时会给电网带来谐波污染,研究其谐波抑制方法对将来大规模充电桩接入具有重要意义。针对三相不可控整流充电桩的谐波问题,对传统基波磁通补偿电路进行改进,在一次绕组侧采用两线圈取代原有的单线圈,并结合基波单调谐电路与无源滤波器提出了一种改进型谐波抑制方法。仿真结果表明,改进后的三相不可控整流充电桩所产生的谐波含量相较改进前下降了3.27%,该方法能够有效提高谐波抑制效果。

不可控12脉波整流的输电线路直流融冰研究

在覆冰输电线路的融冰方法中,与传统的交流融冰法和机械除冰法相比,直流融冰法具有所需电源容量小、高效、方便等优势。研究了采用不可控12脉波整流的直流融冰方法,分析了不可控12脉波整流直流融冰原理,在确定相应型号导线融冰电流的基础上,计算出实现导线融冰所需的融冰电压和交流侧电压,并由此确定整流变压器的额定电压比,分别推导出上下整流桥串/并联两种接线方式条件下覆冰导线的可融长度。仿真结果表明,该方法在不同型号导线的一定长度范围内具有良好的融冰效果,为解决输电线路覆冰问题提供了一种可靠技术。

PSM高压电源系统模块的计算分析

在低杂波高压电源系统的整流模块的研究中,对含有LC滤波的三相不控整流电路的输出电压进行分析计算,得到输出电压与电路中的参数关系表达式。通过MATLAB/Simulink模块中的电路仿真元件对三相不控整流电路进行仿真,得到其输出电压的波形图,观察得到其输出波形能够满足电源系统的设计要求。

直流故障下VSC换流器本体馈流过程分析

两电平电压源型换流器（voltage source converter，Vsc）内部电力电子器件的单向导电性和储能元件快速充放电使换流器在直流故障闭锁初期暂态馈流过程复杂，为换流器本体故障分析带来挑战。该文对柔性直流系统vsC换流器在双极短路故障初期的暂态馈流过程分阶段进行研究，通过分析馈入电流变化率极限，定义两个用于判别所研究阶段换相情况的时间边界，根据换流器故障初期的换相情况可大致对应出不同直流故障区域。提供更为详细的故障分析手段，为将来的保护和故障定位研究奠定基础。PSCAD仿真结果验证分析的正确性，同时也表明仅利用故障初期换流器本体开关信息对双极直流故障具有一定的分区能力。

多端柔性直流系统启动回路设备选型与启动策略

启动回路设备选型及启动策略设计是多端柔性直流系统设计的关键问题。对于采用模块化多电平技术的多端柔性直流系统,通过对启动充电不控整流过程的理论分析,结合PSCAD/EMTDC仿真计算验证,提出了多端柔直系统启动电阻、联接变压器中性点电阻及启动电阻旁路开关等设备的技术要求。分析了设备参数与不同运行方式、启动策略的关系,提出了各种启动方式下的优化启动策略。研究结论已被南澳多端柔直示范工程采用。

变频器二极管整流模块与四象限IGBT整流模块效果分析

变频器广泛应用于工业领域,如风机、泵类等负载拖动,船舶电力推进系统、港口提升、矿井等等方面,是应用范围最广泛的电气装备之一。变频调速技术已有大量文献论述,而工业应用中变频器与电网连接的整流部分相对论述较少。对比变频器前端采用二极管不控整流和基于IGBT的可控整流二者特性,经仿真对比,表明可控整流特性明显优于不控整流,具有谐波小,功率因数高等特点,可根据变频器应用场合适当选取。

ROV水下电源设计及仿真

ROV水下电源是制约ROV发展的关键部件。本文从水下电源的组成、功能、方案、结构等方面系统介绍了ROV电源的设计过程,选用了中频变压+12脉波不控整流的主拓扑方案,并通过仿真验证了其可行性。结构布局上首次提出了充油耐压电源舱+电源控制干舱的形式。本设计方案将为ROV水下电源的发展提供有力的支撑。