模块化多电平直流变压器研究 被引量：18

1

作者 王朝辉 王天威 张军明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期31-39,共9页

针对直流配电网系统,文中提出一种模块化多电平直流变压器结构,该结构仅采用一个高频变压器实现电气隔离和电压匹配,大幅度简化了原副边绝缘设计。为了提高变流器效率并实现模块电压的均衡,文中提出一种双移相控制方法。文中详细介绍了... 针对直流配电网系统,文中提出一种模块化多电平直流变压器结构,该结构仅采用一个高频变压器实现电气隔离和电压匹配,大幅度简化了原副边绝缘设计。为了提高变流器效率并实现模块电压的均衡,文中提出一种双移相控制方法。文中详细介绍了模块化多电平直流变压器的工作原理及控制方式,并分析功率器件的软开关特性。为了验证所提结构的可行性,文中基于碳化硅器件搭建了一台2k W样机,实验结果跟理论分析非常吻合。 展开更多

关键词 直流配电网 直流微电网 直流变压器 模块化多电平结构 软开关特性

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面向百兆瓦级应用的电池储能系统拓扑与控制方法 被引量：7

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作者 谷晴 李睿 +1 位作者 蔡旭 谢宝昌 《发电技术》 2022年第5期698-706,共9页

随着新能源占总装机的比重不断提高,电池储能电站的容量和规模不断扩大,提升电池储能系统(battery energy storage system,BESS)单机容量具有重要的工程实践意义。为探究面向百兆瓦级应用更具优势的BESS拓扑,首先,分析了传统集中式BESS... 随着新能源占总装机的比重不断提高,电池储能电站的容量和规模不断扩大,提升电池储能系统(battery energy storage system,BESS)单机容量具有重要的工程实践意义。为探究面向百兆瓦级应用更具优势的BESS拓扑,首先,分析了传统集中式BESS存在的问题及其单机电压等级和容量提升受限的原因;然后,通过计算分析了星型结构、三角形结构和模块化多电平结构3种高压直挂式BESS的单机容量;最后,以星型结构为例,展开详细研究。介绍了星型结构的拓扑结构和数学模型,分析了高压直挂式BESS的控制方法,包括网侧功率控制和荷电状态均衡控制。通过搭建35 kV/10 MW的仿真模型,验证了控制方法的有效性。研究结果表明,高压直挂式BESS在单机容量和扩容方面具有明显优势,更适用于高压、大容量的应用场合。 展开更多

关键词 电池储能系统(BESS) 星型结构 三角形结构 模块化多电平结构

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城市直流配电工程拓扑结构的研究 被引量：3

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作者 班国邦 谈竹奎 +3 位作者 徐玉韬 郝正航 袁旭峰 徐腾 《电力大数据》 2019年第9期1-7,共7页

本文简要介绍了城市直流配电系统的优势和特点,介绍了国内外研究的两端"点对点"柔性直流配电系统、辐射形直流配电网、"手拉手"直流配电网、珠海三端柔性直流配电网等几种城市直流配电系统拓扑结构。在总结以上直... 本文简要介绍了城市直流配电系统的优势和特点,介绍了国内外研究的两端"点对点"柔性直流配电系统、辐射形直流配电网、"手拉手"直流配电网、珠海三端柔性直流配电网等几种城市直流配电系统拓扑结构。在总结以上直流配电系统拓扑结构优缺点的基础上,研究设计了一种多端、中低压、交直流混合、接入多种分布式能源的城市直流配电系统拓扑结构,并应用于贵州城市直流配电示范工程。对该拓扑结构的特点、电压等级、运行方式、效能和可扩展性进行了介绍,指出该拓扑结构对于研究直流配电系统分布式能源的就地消纳,交直流配电的能效对比、运行方式的灵活性方面具有显著优势。通过自主研发的智能配电网半实物仿真平台,实现任意柔性互联交直流配电网的模拟,解决了现在直流配电网作为示范工程应用研究重复建设问题。 展开更多

关键词 直流配电 模块化多电平换流器 分布式能源 分布式电源 斯特林光热发电 储能 拓扑结构

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模块化多电平开关串联型直流变压器的电流优化控制策略 被引量：2

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作者 朱旭豪 李容冠 +1 位作者 陈武 胡仁杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期153-163,共11页

针对模块化多电平开关串联型直流变压器在中压侧端口电压偏低和轻载情况下存在电流应力增大、运行效率降低的问题,提出了一种基于低压侧全桥内移相控制的电流优化控制策略。通过移相控制,在高频变压器端口产生零电平区间,抑制了传输电... 针对模块化多电平开关串联型直流变压器在中压侧端口电压偏低和轻载情况下存在电流应力增大、运行效率降低的问题,提出了一种基于低压侧全桥内移相控制的电流优化控制策略。通过移相控制,在高频变压器端口产生零电平区间,抑制了传输电感电流尖峰,降低了器件电流应力及损耗。通过研究该直流变压器的工作模式,分析电流应力,以电流应力优化为目标制定优化控制策略。该策略采用分段计算移相角的方法,在维持开关管软开关特性的同时达到良好的闭环控制效果。最后,通过仿真和样机实验验证了所提优化控制策略的有效性。 展开更多

关键词 直流配电网 直流变压器 模块化多电平结构 电流应力 零电压开关 移相控制

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双星型多电平组合式同相供电系统分析 被引量：2

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作者 罗隆福 刘鹏飞 +3 位作者 崔贵平 周颖启 曹洋 胡前 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期84-90,共7页

为实现电气化铁路牵引电力系统三相电流平衡,将双星型多电平变换器DSMC应用于单、三相组合式同相供电系统中,该系统可以省去常规补偿结构中昂贵的耦合降压变压器。对DSMC的等效模型进行分析计算,通过控制4个桥臂的调制系数来控制各桥臂... 为实现电气化铁路牵引电力系统三相电流平衡,将双星型多电平变换器DSMC应用于单、三相组合式同相供电系统中,该系统可以省去常规补偿结构中昂贵的耦合降压变压器。对DSMC的等效模型进行分析计算,通过控制4个桥臂的调制系数来控制各桥臂的电流。针对DSMC的结构,提出一种上层电流控制、下层功率子模块投入切除控制的两级分层控制策略,保证了系统的安全稳定运行。最后通过搭建Matlab/Simulink模型并进行仿真,验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。 展开更多

关键词 同相供电 组合式变压器 模块化多电平 双星型结构 分级控制

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新型串联混合型模块化多电平变换器及其控制策略研究

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作者 公铮 赵纯 伍小杰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4688-4697,共10页

近年来,模块化多电平变换器(modularmultilevel converter,MMC)因具有模块化的结构特点,在柔性直流输电领域受到广泛关注。随着电压等级的提升,传统MMC拓扑的子模块数成倍增加,装置成本及体积大幅提高。为实现MMC的轻型化设计目标,提出... 近年来,模块化多电平变换器(modularmultilevel converter,MMC)因具有模块化的结构特点,在柔性直流输电领域受到广泛关注。随着电压等级的提升,传统MMC拓扑的子模块数成倍增加,装置成本及体积大幅提高。为实现MMC的轻型化设计目标,提出一种串联混合型MMC(series hybridMMC,SHMMC)拓扑,对其工作原理进行介绍,并推导其数学模型。同时,针对相单元内部所存在的释能过电流问题展开讨论,设计适用于SHMMC拓扑的控制策略。MATLAB/Simulink仿真及样机实验研究结果表明该拓扑正确可行,且具有较好的输出特性及内部特性。在直流侧电压相同的情况下,所提SHMMC拓扑相较于传统MMC拓扑子模块数更少,在保障良好输出特性的前提下损耗更低,且无需设置桥臂电抗器,有利于降低装置体积,有效实现了轻型化设计目标。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器 柔性直流输电 结构简化 释能电流控制 电容电压平衡

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基于MMC-UPFC无源性滑模变结构控制的电网不平衡治理策略 被引量：15

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作者 柯顺超 朱淼 +2 位作者 陈阳 郑常宝 胡存刚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1078-1086,共9页

电网三相不平衡是城市电网中的常见问题。基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器(MMC-UPFC)是智能电网主动控制的重要工具。首先提出了一种MMC-UPFC的基于无源性滑模非线性控制策略。该策略首先基于无源性理论,利用阻尼注入方法,建立... 电网三相不平衡是城市电网中的常见问题。基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器(MMC-UPFC)是智能电网主动控制的重要工具。首先提出了一种MMC-UPFC的基于无源性滑模非线性控制策略。该策略首先基于无源性理论,利用阻尼注入方法,建立了基于MMC欧拉–拉格朗日模型的UPFC正、负序无源控制器,并将滑模变结构控制与无源控制相结合,解决了无源控制对系统参数精度要求高的问题,赋予整个系统响应速度快、对参数与外部变化不敏感的特点。其次利用MMC-UPFC串联侧换流器,补偿线路负序电压分量,进行电网三相不平衡治理。最后结合实际工程实例,构建了27电平MMC-UPFC仿真系统,详细验证了所提出的MMC-UPFC控制策略及其对电网三相不平衡治理的有效性。 展开更多

关键词 三相不平衡治理 模块化多电平换流器 统一潮流控制器 无源控制 滑模变结构控制

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基于MMC柔性直流输电背靠背样机的研制 被引量：11

8

作者 徐长宝 耿亮 +1 位作者 王大力 潘瑶 《电气技术》 2013年第12期33-38,共6页

MMC型背靠背直流输电系统在世界范围内受到广泛的重视。基于南澳±160kV,200MW柔性直流输电示范工程项目,研制了MMC型背靠背大功率柔性直流输电样机。在介绍采用IEGT的MMC阀的拓扑结构的基础上,说明了该试验样机的系统构成,主要系... MMC型背靠背直流输电系统在世界范围内受到广泛的重视。基于南澳±160kV,200MW柔性直流输电示范工程项目,研制了MMC型背靠背大功率柔性直流输电样机。在介绍采用IEGT的MMC阀的拓扑结构的基础上,说明了该试验样机的系统构成,主要系统参数,设备中的变压器,阀电抗器和充电电阻的主要作用。对控制和保护系统的配置情况进行了介绍。对该试验样机进行了仿真分析,研究了在直流侧单极接地故障,直流侧双极短路故障和变压器二次侧故障情况下系统的暂态电压,电流波形,验证了柔性直流输电系统的理论分析和数字仿真的正确性,为相关工程应用奠定了理论基础。 展开更多

关键词 柔性直流 IEGT阀 MMC拓扑结构 背靠背样机

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MMC-HVDC系统结构对多端直流电网故障的影响分析 被引量：8

9

作者 李春叶 黄华 +1 位作者 孟祥有 李胜 《电气传动》 北大核心 2019年第12期102-108,共7页

主要针对基于MMC的多端直流输电网直流故障特性进行研究。首先,对不同系统结构下换流站的稳态运行特性及短路故障电流路径进行研究,提出了不同MMC-HVDC系统结构直流接地故障电流路径的通用分析方法;然后,基于上述方法分析了不同接地方... 主要针对基于MMC的多端直流输电网直流故障特性进行研究。首先,对不同系统结构下换流站的稳态运行特性及短路故障电流路径进行研究,提出了不同MMC-HVDC系统结构直流接地故障电流路径的通用分析方法;然后,基于上述方法分析了不同接地方案对故障电流的影响,并提出了一种多端直流系统直流侧接地方案确定分析方法;最后,通过仿真模型对一个5端直流电网在不同系统结构下的接地与非接地直流故障响应进行了比较分析。研究结果说明了伪双极系统具有最好的单极故障电流特性,而直接接地系统受单极故障的影响最大;同时,仿真结果也说明了直流电抗对所有系统结构下的所有直流故障方式均具有良好的改善作用。 展开更多

关键词 基于MMC的高压直流系统 多端直流电网 系统结构 直流故障 保护配置 直流电抗

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基于滑模变结构的模块化多电平铁路功率调节器直接功率控制 被引量：4

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作者 宋平岗 龙日起 +1 位作者 杨长榄 雷文琪 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第14期5790-5797,共8页

为解决传统牵引网中存在的负序、无功、谐波等电能质量问题,在采用模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器(modular multilevel converter-railway static power conditioner,MMC-RPC)基础上,提出一种基于滑模变结构的直接功率控制策略... 为解决传统牵引网中存在的负序、无功、谐波等电能质量问题,在采用模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器(modular multilevel converter-railway static power conditioner,MMC-RPC)基础上,提出一种基于滑模变结构的直接功率控制策略(sliding mode variable structure-direct power control,SMVS-DPC)。该控制策略不仅无需锁相环,动态响应快,而且能够减小切换滑模面时产生的高频抖振,稳定性和鲁棒性优越。首先建立单相MMC-RPC数学模型,分析其工作原理;其次详细论述SMVS-DPC控制策略的原理及其设计过程;最后以V/v变压器为例,在Matlab/Simuink中搭建MMC-RPC仿真模型,通过仿真结果验证SMVS-DPC控制策略运用到MMC-RPC的有效性和优越性。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器(MMC) 铁路功率调节器(RPC) 单相 滑模变结构 直接功率控制

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计及子模块相关性的混合式MMC可靠性模型研究 被引量：1

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作者 李莉 帅双旭 +2 位作者 熊炜 赵玉铎 阳东升 《电气自动化》 2022年第6期102-105,共4页

现有模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可靠性研究往往忽略子模块寿命相关性的影响。为此,依托贵州大学城市配电网柔性互联关键设备及技术研究示范工程,以直流配电中心混合式MMC为对象、子模块为单位,采用Gumbel型C... 现有模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可靠性研究往往忽略子模块寿命相关性的影响。为此,依托贵州大学城市配电网柔性互联关键设备及技术研究示范工程,以直流配电中心混合式MMC为对象、子模块为单位,采用Gumbel型Copula函数构造子模块串联系统的可靠度函数联合概率分布,并对各个子模块进行可靠度解耦,建立了计及子模块相关性的MMC可靠性评估模型。最后,在MATLAB环境中进行仿真,验证了所建模型的正确性和有效性,并分析了子模块相关性系数、子模块冗余程度以及拓扑结构对混合式MMC可靠度的影响,为后续直流配电中心关键设备可靠性评估及应用提供了理论支撑。 展开更多

关键词 混合式模块化多电平换流器(MMC) 可靠性分析 子模块相关性 子模块冗余配置 拓扑结构

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