柔性直流输电技术标准体系研究与优化

以模块化多电平换流器为核心的柔性直流输电技术以其损耗低、谐波小、易扩展等优点,成为提升新能源并网稳定性和灵活性、支撑能源转型的新型输电技术。随着近年来柔性输电技术的工程化应用逐渐增加,有必要对柔性直流输电标准体系进行优化提升,以满足柔性直流输电技术发展和后续推广应用需求。本文梳理构建了现有柔性直流输电国家及行业标准体系,结合近年来在柔性直流输电领域涌现的新技术与新设备,提出优化发展方向,明确了需修订与增补的标准及需求,对于规范柔性直流输电领域的相关技术发展、指导标准制定、完善优化标准体系,以及推动先进标准的国际化提供参考。

基于有源箝位技术的SiC MOSFET串联均压有源驱动电路研究

功率器件串联技术是实现高压应用的有效途径之一,而串联应用的主要制约因素是串联器件之间的动态均压问题。该文针对不均压条件下串联器件的关断行为进行了理论分析,探究不均压的产生机理,提出一种基于有源箝位技术的碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管串联均压有源驱动,其利用有源箝位电路检测串联器件之间的电压不均衡,并箝位电压尖峰,通过反馈控制器件栅极电荷及开关瞬态行为实现均压。该方案不存在不均压的调节周期,即使在交变负载下依然能在每一个开关周期的关断时间内实现均压控制。此外,该文还详细介绍所提出方案的电路原理和参数设计过程,并通过试验验证该方案均压控制效果的有效性。结果表明,所提出方案具有有源箝位电路拓展性强的特点;是独立于原有栅极驱动电路的辅助电路,适用性强;且控制电路结构简单,无需可编程逻辑芯片和额外的信号隔离。

可控换相换流阀单阀关断试验方法研究

可控换相换流阀(controllable line-commutated converter,CLCC)既保持着常规直流换流阀容量大、损耗低、过负荷能力强的优势,又能实现桥臂可控关断,可根本解决换相失败问题,适用于多馈入直流系统。2023年6月,CLCC已成功在±500 kV/1 200 A葛南直流改造工程中示范应用,投运以来运行性能良好。CLCC关断大电流的能力决定了其是否能够在交流故障时成功抵御换相失败,因此,需开展单阀大电流关断试验,验证换流阀实际交流故障下内部百余支可控器件同步开通、关断一致性及暂态电气应力耐受水平。该文基于CLCC交流故障时的强迫换相原理,首先分析了主辅支路换流及桥臂换流过程中IGBT子阀关键应力,提取了故障工况各阶段的关键应力参数。其次,提出百kV补能交流电压源和LC谐振电流源百毫秒投退及隔离控制试验方法,建立了关键应力参数与试验电路参数的解析关系,完成了试验电路参数设计。搭建了±500 kV/1 200 ACLCC单阀大电流关断试验平台,考核了换流阀的工作能力,又通过试验和仿真对比分析验证了试验方法的等效性和正确性,为后续不同电压等级CLCC单阀关断试验的提供理论指导。