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南汇柔性直流输电示范工程的控制方式和运行性能 被引量:49
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作者 赵岩 郑斌毅 贺之渊 《南方电网技术》 2012年第6期6-10,共5页
根据直接电流控制原理设计了南汇示范柔性直流工程换流器控制器和相应的阀控制器。基于工程定位,分析了示范工程的风电场系统接入、运行方式和控制策略,讨论了示范工程的调试。在不同运行方式下测试了示范工程的运行性能,结果显示:示范... 根据直接电流控制原理设计了南汇示范柔性直流工程换流器控制器和相应的阀控制器。基于工程定位,分析了示范工程的风电场系统接入、运行方式和控制策略,讨论了示范工程的调试。在不同运行方式下测试了示范工程的运行性能,结果显示:示范工程性能优异,控制灵活,工作可靠,满足设计要求。 展开更多
关键词 南汇 柔性直流 模块化多电平 控制 性能
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基于电压源换流器型直流输电拓扑结构和调制策略 被引量:48
2
作者 张建坡 赵成勇 +1 位作者 孙一莹 敬华兵 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1732-1738,共7页
作为新一代直流输电技术,基于电压源换流器型直流输电由于采用全控电力电子器件,能够灵活实现有功功率和无功功率的独立控制,动态补偿交流母线无功功率进而实现交流电压控制,因此在新能源并网和交流电网互联等方面越来越显示出其独特的... 作为新一代直流输电技术,基于电压源换流器型直流输电由于采用全控电力电子器件,能够灵活实现有功功率和无功功率的独立控制,动态补偿交流母线无功功率进而实现交流电压控制,因此在新能源并网和交流电网互联等方面越来越显示出其独特的优势。而换流器作为直流输电系统中的核心部件,其不同的拓扑结构和调制方式会对换流器的输出性能带有一定的影响。以ABB公司和Siemens公司所提出的拓扑结构为例,对比分析了电压源换流器型直流输电两电平和模块化多电平的拓扑结构以及优缺点,并通过仿真分析了载波移相和最近电平逼近调制策略对输出电压电流波形的影响以及ABB公司CTL拓扑结构在环流抑制上的优越特性。 展开更多
关键词 电压源换流器 高压直流输电 模块化多电平
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模块化多电平SVG负序补偿容量比较 被引量:14
3
作者 熊桥坡 罗安 马伏军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第24期4049-4056,共8页
全桥单元作为子模块且主电路采用三角形连接的拓扑(single-delta bridge cells,SDBC)和半桥单元作为子模块且主电路采用双星形连接的拓扑(double-star chopper cells,DSCC)都可应用于负序电流的补偿,但两种拓扑负序电流补偿机理不同,哪... 全桥单元作为子模块且主电路采用三角形连接的拓扑(single-delta bridge cells,SDBC)和半桥单元作为子模块且主电路采用双星形连接的拓扑(double-star chopper cells,DSCC)都可应用于负序电流的补偿,但两种拓扑负序电流补偿机理不同,哪种拓扑更具优势尚待研究。文中分别阐明了SDBC型静止无功发生器(static var generator,SVG)和双星形连接的拓扑(double-star chopper cells,DSCC)型SVG的负序补偿原理,对环流和桥臂电流进行了数学推导,并进行了仿真验证。对比分析了两种模块化多电平SVG的负序补偿特性,分析表明在相同的负序补偿情况下,DSCC型SVG的桥臂电流应力和安装容量均小于SDBC型SVG。所得结论为工程应用时合理选择负序补偿拓扑提供了理论依据。 展开更多
关键词 模块化多电平 负序补偿 角形连接 双星形连接 零序环流 直流环流
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模块化多电平动态电压恢复器的研究 被引量:13
4
作者 翟晓萌 赵成勇 +1 位作者 李路遥 石城 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期86-91,共6页
提出了一种新型模块化多电平动态电压补偿器(Modular Multilevel Dynamic Voltage Restorer,MM-DVR),对其工作原理进行了介绍,对单相模块化多电平换流器的组成和工作特性进行了分析。对几种常用的补偿策略进行了对比介绍,对所采用的最... 提出了一种新型模块化多电平动态电压补偿器(Modular Multilevel Dynamic Voltage Restorer,MM-DVR),对其工作原理进行了介绍,对单相模块化多电平换流器的组成和工作特性进行了分析。对几种常用的补偿策略进行了对比介绍,对所采用的最小电压补偿策略的原理和实现方法进行了阐述,介绍了所采用的瞬时电压dq分解电压暂降检测法的工作原理和应用优势。对比目前常用的换流器调制策略,介绍了最近电平逼近调制方式,并分析了最近电平逼近调制方式在动态电压恢复器应用中的优势。通过在PSCAD/EMTDC环境下搭建的仿真模型对模块化多电平动态电压恢复器的工作特性和补偿效果进行了验证。 展开更多
关键词 模块化多电平 DVR 最小电压补偿 电压暂降检测 最近电平逼近
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一种基于耦合电感的模块化多电平变流器控制 被引量:13
5
作者 袁义生 朱本玉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期216-224,共9页
对一种新型结构MMC进行了原理分析,该结构采用耦合式(带中心抽头)桥臂电感,由于上、下桥臂的严格对称性,上、下桥臂基波电流反相,耦合电感的引入在很大程度上降低了桥臂单个电感上的压降,进而有效地抑制了桥臂环流。进一步对排序控制进... 对一种新型结构MMC进行了原理分析,该结构采用耦合式(带中心抽头)桥臂电感,由于上、下桥臂的严格对称性,上、下桥臂基波电流反相,耦合电感的引入在很大程度上降低了桥臂单个电感上的压降,进而有效地抑制了桥臂环流。进一步对排序控制进行改进,改进后的排序法更利于上、下桥臂的充放电平衡,同时还能进一步稳定直流侧电流。最后利用Matlab/Simulink软件搭建了每相10个模块的MMC仿真模型。仿真结果表明了耦合电感结构的优势以及提出的改进排序法的有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平 耦合电感 脉宽调制法 直流侧电流
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具备自适应重合闸能力的电容箝位式直流断路器 被引量:10
6
作者 蒋纯冰 赵成勇 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期121-129,共9页
为了解决直流电网直流故障线路切除及重合闸问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的电容箝位式直流断路器。该方案采用耐压、耐流能力强且价格低廉的晶闸管作为主要开关器件,利用电容箝位模块主动升压,起到高电压支撑作用,迫使换流器出... 为了解决直流电网直流故障线路切除及重合闸问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的电容箝位式直流断路器。该方案采用耐压、耐流能力强且价格低廉的晶闸管作为主要开关器件,利用电容箝位模块主动升压,起到高电压支撑作用,迫使换流器出口故障电流快速下降至零,然后通流模块自然关断从而隔离故障线路。并且该方案利用自适应重合闸判断模块的电流值实现故障类型自判断,防止重合闸于永久性故障对电力系统造成二次冲击。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证所提方案的有效性,并从器件使用量和自适应重合闸能力等方面验证了论文方案优异的综合性能。 展开更多
关键词 直流电网 模块化多电平 直流断路器 自适应重合闸
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适用于大容量储能系统的级联H桥和模块化多电平逆变器分析比较 被引量:10
7
作者 曹炜 徐永海 +1 位作者 李善颖 吴涛 《电网与清洁能源》 北大核心 2016年第4期30-37,共8页
大容量储能系统(energy storage system,ESS)一般需要通过功率转换系统(power conversion system,PCS)并入电网中,目前大容量PCS较为先进拓扑主要有级联H桥结构和模块化多电平结构。对结合储能系统的级联H桥逆变器和模块化多电平逆变器... 大容量储能系统(energy storage system,ESS)一般需要通过功率转换系统(power conversion system,PCS)并入电网中,目前大容量PCS较为先进拓扑主要有级联H桥结构和模块化多电平结构。对结合储能系统的级联H桥逆变器和模块化多电平逆变器进行了仿真和分析,将它们在可靠性、输出效率、经济性等多方面进行评估比较,分析结果表明2种拓扑各具特色的同时也不可避免的存在不足,对此提出了适用于大容量储能系统输出拓扑的建议。 展开更多
关键词 储能系统 功率转换系统 级联H桥 模块化多电平
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基于模块化多电平换流器的高压直流电网机电暂态仿真模型 被引量:10
8
作者 万磊 汤涌 +1 位作者 吴文传 王铁柱 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期2085-2091,共7页
提出了基于模块化多电平换流器的高压直流电网机电暂态仿真模型。阐述了模块化多电平换流器交流侧等效模型及其控制系统模型,介绍了基于能量等效原则的换流器直流侧等效电容的计算方法。建立了基于隐式梯形积分的直流网络计算模型,能够... 提出了基于模块化多电平换流器的高压直流电网机电暂态仿真模型。阐述了模块化多电平换流器交流侧等效模型及其控制系统模型,介绍了基于能量等效原则的换流器直流侧等效电容的计算方法。建立了基于隐式梯形积分的直流网络计算模型,能够处理含有中间连接点的任意结构的直流网络。提出了包括直流侧故障在内的4种形式的故障处理方法。在四端直流电网系统中,通过与电磁暂态模型的对比,验证了所提模型及故障处理方法的仿真准确性。 展开更多
关键词 模块化多电平 电压源换流器 直流电网 机电暂态 直流侧故障
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基于SSN解算器的MMC-HVDC系统RT-LAB实时仿真 被引量:9
9
作者 王韦华 朱晋 +1 位作者 李炜 邹毅军 《南方电网技术》 北大核心 2015年第6期22-27,共6页
针对MMC-HVDC系统,构建了基于状态空间节点解算器(SSN)的改进RT-LAB仿真模型。该模型集成了基于FPGA亚微秒级M M C阀组仿真技术和基于SSN的背靠背系统及其相关交流电网仿真技术的优点与功能,可以实时模拟背靠背柔性直流输电系统的各种... 针对MMC-HVDC系统,构建了基于状态空间节点解算器(SSN)的改进RT-LAB仿真模型。该模型集成了基于FPGA亚微秒级M M C阀组仿真技术和基于SSN的背靠背系统及其相关交流电网仿真技术的优点与功能,可以实时模拟背靠背柔性直流输电系统的各种稳态和暂态运行工况,从而可以用于MMC的启动与充电控制策略研究及避雷器抑制直流单极短路过电压的效率研究。对背靠背MMC-HVDC算例的仿真验证了该模型的有效性。 展开更多
关键词 RT-LAB实时仿真 柔性直流输电 背靠背系统 模块化多电平 状态空间节点解算器
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正负双极混合多端直流输电系统控制策略的研究 被引量:9
10
作者 黄松 易映萍 +1 位作者 朱龙臻 杨美娟 《电测与仪表》 北大核心 2019年第13期51-57,96,共8页
正负双极混合多端直流输电系统兼具LCC-HVDC成本低、控制简单、工程应用丰富和VSC-HVDC能够独立控制有功功率和无功功率、可以孤岛供电等优势,同时系统接线和运行方式灵活,在国内直流输电领域有广阔的应用前景。文中首先介绍了正负双极... 正负双极混合多端直流输电系统兼具LCC-HVDC成本低、控制简单、工程应用丰富和VSC-HVDC能够独立控制有功功率和无功功率、可以孤岛供电等优势,同时系统接线和运行方式灵活,在国内直流输电领域有广阔的应用前景。文中首先介绍了正负双极混合多端直流输电系统的拓扑结构和换流器拓扑结构;然后,详细推导了LCC换流器和MMC换流器的数学模型,并以此为基础设计其相关控制策略;接着,针对多端直流输电系统,设计了稳态和单阀组故障紧急退出工况下换流站间的协调控制策略;最后,在PSCAD/EMTDC环境下,参考乌东德工程相关系统参数搭建了电磁暂态仿真模型,通过仿真验证了相关控制策略的有效性以及系统运行的可靠性。 展开更多
关键词 直流输电 混合多端 模块化多电平 晶闸管 协调控制
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基于MMC的储能型同相供电系统模型及控制策略 被引量:7
11
作者 陈民武 陈天舒 +1 位作者 代先锋 廖红波 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期132-143,共12页
为解决电气化铁路中的负序问题、电分相问题和再生制动能量回收问题,研究一种储能型同相供电系统。其采用模块化多电平变流器(MMC)作为同相补偿装置,以避免基于级联H桥结构的传统系统中存在的占地大和损耗高等问题,并接入储能装置。在... 为解决电气化铁路中的负序问题、电分相问题和再生制动能量回收问题,研究一种储能型同相供电系统。其采用模块化多电平变流器(MMC)作为同相补偿装置,以避免基于级联H桥结构的传统系统中存在的占地大和损耗高等问题,并接入储能装置。在分析主电路工作原理和储能型同相补偿装置工作原理的基础上,建立储能型同相供电系统模型;结合牵引负荷特性划分3种工作模式,包括再生制动、削峰和填谷模式,并以相关国标限值为约束,计算各端口参考电流;提出分层协调控制策略,其中端口电流控制协调不同工作模式间的快速动态切换,荷电状态(SOC)均衡控制提高储能容量利用率。算例结果表明:系统在牵引负荷的不同工况下完成了负序的有效补偿,并且通过SOC均衡控制实现再生制动能量的高效利用;与传统系统采用的储能母线接入方式和SOC均衡控制相比,所提出的系统具有可靠性高和控制简单的优点。 展开更多
关键词 组合式同相供电系统 模块化多电平 储能系统 分层协调控制 SOC均衡控制
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模块化多电平变换器最近电平调制研究 被引量:7
12
作者 张国荣 韩慧颖 +1 位作者 王啸飞 陈祥 《电测与仪表》 北大核心 2017年第23期1-9,共9页
模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的调制方法直接影响其运行时的整体性能。最近电平调制(nearest level modulation,NLM)由于其多电平输出时开关频率低、易于工程实现等优点在中高压大功率场合得到广泛应用。文章... 模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的调制方法直接影响其运行时的整体性能。最近电平调制(nearest level modulation,NLM)由于其多电平输出时开关频率低、易于工程实现等优点在中高压大功率场合得到广泛应用。文章针对传统NLM采用电容电压排序,根据电流方向选择相应子模块触发导通的电压均衡方法,在阶梯波形成过程中引入自变量的偏差值,调整近似函数,对发波过程的算法进行修正,使得输出电平数增加一倍,显著提高交流输出电压谐波特性;同时分析比较不同调制偏差量组合情况下的输出电压谐波水平,最后仿真验证了该方法的效果。 展开更多
关键词 模块化多电平 最近电平调制 电容电压排序 近似函数 输出电压谐波
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MMC-HVDC系统功率器件的结温估算与寿命预测 被引量:7
13
作者 周竞宇 赵宇 +2 位作者 胡雨龙 任成林 纪攀 《电网与清洁能源》 北大核心 2021年第5期24-32,共9页
柔性直流输电系统采用模块化多电平结构,半桥功率模块的寿命预测较为困难,提出了一种功率模块器件的结温实时监测方法及寿命耗损的评估方法。首先,研究了半桥功率模块的功率损耗计算方法,建立功率器件级的热阻模型,研究模块结温实时监... 柔性直流输电系统采用模块化多电平结构,半桥功率模块的寿命预测较为困难,提出了一种功率模块器件的结温实时监测方法及寿命耗损的评估方法。首先,研究了半桥功率模块的功率损耗计算方法,建立功率器件级的热阻模型,研究模块结温实时监测方法。然后,通过Lesit寿命模型和线性损伤累积理论对模块寿命耗损进行定量研究,结果表明,功率波动是造成IGBT损伤的重要主因。最后,开展了功率模块的加载实验工作,所述结温与寿命预测方法的仿真与实验结果基本一致。 展开更多
关键词 模块化多电平 半桥功率模块 结温 热阻模型 寿命预测
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基于MMC的柔性直流输电线路双极性故障检测方法研究 被引量:3
14
作者 晁武杰 李智诚 +3 位作者 唐志军 林国栋 郭健生 刘龙辉 《电测与仪表》 北大核心 2023年第9期165-170,共6页
为快速、准确地识别模块化多电平多端柔性直流输电线路中的直流侧故障,提出了一种基于时间特性的模块化多电平多端柔性直流输电线路双极性故障检测方法。对双极性故障情况下的行波以及换流器电压波动进行分析,通过故障线与非故障线之间... 为快速、准确地识别模块化多电平多端柔性直流输电线路中的直流侧故障,提出了一种基于时间特性的模块化多电平多端柔性直流输电线路双极性故障检测方法。对双极性故障情况下的行波以及换流器电压波动进行分析,通过故障线与非故障线之间第一电压行波特性的差异进行快速故障检测。通过仿真验证了双极故障检测方法的合理性。结果表明,该方法不受过渡电阻的影响,故障距离对其影响也非常小,可以对双极性故障进行快速检测。 展开更多
关键词 时间特性 模块化多电平 柔性直流输电 双极故障 快速检测
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基于RT-LAB的MMC半实物仿真平台设计 被引量:7
15
作者 张冀川 徐家斌 +1 位作者 童亦斌 荆龙 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2016年第3期26-28,共3页
设计了一种包含上位机、OP5600硬件仿真机、模块化多电平换流器(MMC)、数字和模拟仿真平台接口、控制保护系统的半实物仿真平台,详细阐述了该平台设计方案。同时分析了MMC控制系统结构,采用一种电容电压分层的均压控制方式及基于比例谐... 设计了一种包含上位机、OP5600硬件仿真机、模块化多电平换流器(MMC)、数字和模拟仿真平台接口、控制保护系统的半实物仿真平台,详细阐述了该平台设计方案。同时分析了MMC控制系统结构,采用一种电容电压分层的均压控制方式及基于比例谐振(PR)的环流抑制策略,实现了MMC稳定运行,并在该半实物仿真平台上进行了实验验证。结果表明该平台为MMC的控制技术研究提供了一种高效便捷的手段。 展开更多
关键词 换流器 模块化多电平 半实物仿真 电压均衡
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模块化多电平直流固态变压器的直流偏磁抑制研究 被引量:6
16
作者 郁正纲 伏祥运 +3 位作者 杜云虎 魏星 吴小丹 季振东 《变压器》 北大核心 2019年第9期47-52,共6页
提出了一种快速直流偏磁抑制方法,该方法可以在单周期内快速消除变压器电流的直流偏磁,抑制变压器磁饱和。通过MATLAB仿真与传统的移相控制方法进行比较,验证了该方法的有效性与快速性。
关键词 直流变压器 直流电网 模块化多电平 直流偏磁
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基于MMC的隔离型直流变换器参数优化设计
17
作者 谷重阳 胡光福 +1 位作者 李培蕾 吴凤江 《电力电子技术》 2024年第1期96-99,共4页
以面向中压直流互联系统的基于MMC的双向隔离型DC/DC变换器为研究对象,以准两电平调制策略为基础分析了其稳态功率特性,详细推导了各模块电容电压和电感电流瞬时表达式,进而提出子模块电容和桥臂电感的优化设计方法,在满足预定电容电压... 以面向中压直流互联系统的基于MMC的双向隔离型DC/DC变换器为研究对象,以准两电平调制策略为基础分析了其稳态功率特性,详细推导了各模块电容电压和电感电流瞬时表达式,进而提出子模块电容和桥臂电感的优化设计方法,在满足预定电容电压和电感电流纹波约束的前提下,显著降低电容和电感值,从而降低系统成本和体积。实验验证了所提变换器参数设计方法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 变换器 模块化多电平 参数设计
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具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器 被引量:6
18
作者 蒋纯冰 赵成勇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3254-3263,共10页
为解决直流电网故障隔离及重合闸判断问题,提出了一种具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器。该方案利用电容换流支路取代了传统混合型直流断路器的电力电子转移支路,与混合型直流断路器相比,其绝缘栅双极型晶体管(insulated gate ... 为解决直流电网故障隔离及重合闸判断问题,提出了一种具备重合闸判断能力的电容换流型直流断路器。该方案利用电容换流支路取代了传统混合型直流断路器的电力电子转移支路,与混合型直流断路器相比,其绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)数量降低了96.1%,大大降低投资成本。通过增加引流支路来降低避雷器耗能容量并有效缩短故障隔离时间,利用故障类型判别支路来判断故障类型是瞬时性故障还是永久性故障,避免重合闸于永久性故障线路,防止电力系统再次遭受故障冲击。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证所提方案的有效性,并与目前已有方案在器件使用量和器件吸收能量等方面进行详细对比分析,体现了所提方案具备较优的综合性能优势。 展开更多
关键词 模块化多电平 直流电网 电容换流型直流断路器 故障隔离 重合闸
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模块化多电平光储一体化并网逆变器拓扑研究
19
作者 丛聪 《电力系统装备》 2024年第5期14-15,42,共3页
目前大规模光伏并网的系统结构较为单一,多为低压直流输出逆变升压至中压交流汇集并网,其结构冗杂、转换环节较多,导致后期运维复杂、运维成本相对较高。对于百兆瓦级大型集中式光伏电站,不论是现有交流汇集还是直流汇集方案,均难以实... 目前大规模光伏并网的系统结构较为单一,多为低压直流输出逆变升压至中压交流汇集并网,其结构冗杂、转换环节较多,导致后期运维复杂、运维成本相对较高。对于百兆瓦级大型集中式光伏电站,不论是现有交流汇集还是直流汇集方案,均难以实现电网主动支撑能力。文章采用模块化多电平(MMC)技术路线,构建新型光储一体化大容量换流技术,将分散式接入方案,改为集中式接入方式,大幅降低并网逆变器数量,构建易于实现电网主动支撑功能的新一代并网系统。提出分散式直流接入的光储一体化换流器拓扑结构、光伏阵列、储能装置与光储一体化换流器连接、并网主接线拓扑,形成适用于百兆瓦级光伏电站并网的换流器及系统主回路设计方案。对其中的关键技术进行研究,分析了两种储能分散接入系统耦合方式的MMC拓扑设计方式,为模块化多电平光储一体化逆变器的设计奠定基础。 展开更多
关键词 并网逆变器 光储一体化 模块化多电平 直流侧耦合
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基于超容与并联MMC的中压配网电能综合治理 被引量:2
20
作者 董智 郝元钊 +1 位作者 赵阳 张亚飞 《电力电子技术》 北大核心 2023年第4期104-107,共4页
为改善中压配网的电能质量,提出了一种基于超级电容储能的模块化并联型多电平变流器(P-MMC-SC),通过在直流母线配置超级电容器作为储能单元,结合并联型多电平变换器实现对中压配网电能质量治理。讨论了P-MMC-SC整体控制流程及网压发生/... 为改善中压配网的电能质量,提出了一种基于超级电容储能的模块化并联型多电平变流器(P-MMC-SC),通过在直流母线配置超级电容器作为储能单元,结合并联型多电平变换器实现对中压配网电能质量治理。讨论了P-MMC-SC整体控制流程及网压发生/未发生暂降时的补偿分量检测及控制方法,给出了P-MMC-SC超级电容相间均压与各相各模块均压控制策略。最后分别通过系统仿真与原理样机实验表明,含超级电容的并联型模块化变流器兼具补偿系统电压暂降和补偿负载谐波和无功电流的功能。 展开更多
关键词 变流器 超级电容 模块化多电平 中压配网
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