人类社会的发展进步对能源供给和使用模式提出了新的要求。大规模化新能源电力传输,能源供需广域平衡,大容量高效变流等新技术需求相继涌现,对传统的电力输送技术带来了深刻变革与挑战。先进交直流输电技术是在传统输电技术的基础上,通过新的技术来提升输送能力和效率,实现高效、智能、环保的电能传输。文中针对我国基于电力电子技术的先进交直...
准确而快速地识别会导致多馈入直流系统发生同时换相失败的交流电网薄弱区域,对于保证电网安稳运行具有重要意义,针对目前研究方法主要采用仿真手段且应用场合无法覆盖整个交流系统的情况,文中提出一种影响多馈入直流系统换相失败的电网薄弱区域快速识别方法。将交流线路故障点视为广义节点,基于广义节点阻抗矩阵定义电压关联因子,根据最小关断...
特高压直流分层接入交流电网方式具有引导潮流合理分布、提高电压支撑能力等优点,将在我国新建的大容量特高压直流工程中广泛应用。在新的接入方式下,大规模的电能将注入同一区域内不同电压等级的电网中,如何准确分析受端系统的接纳能力亟待深入研究。以实际特高压直流分层接入工程为研究对象,建立分层接入方式下交直流系统的等效模型;在影响因...
送端孤岛运行方式要作为云广特高压直流的一种正常运行方式,一个基本要求是该方式能够经受长期运行中可能发生的各种典型故障冲击,其中直流单极闭锁故障是必须能够承受的一种严重故障。该文基于孤岛方式现场调试结果,对额定功率运行条件下直流单极闭锁故障试验进行了分析,利用精确的电磁暂态仿真,重点分析单极闭锁后送端孤岛交流系统中发电机组...
特高压直流大容量送电使交直流相互作用程度加剧,直流传播逆变端交流电网扰动及其对整流端电网的影响,已不容忽视。该文首先建立了直流异步联网测试系统;研究了逆变端交流电压慢速起伏波动,以及快速跌落与恢复两种动态过程中,换流器触发角以及直流电流的暂态响应轨迹,揭示了直流传播逆变端扰动的机制;研究了整流站受扰功率响应特性,以及交流电网...
位于地震高烈度区的换流站中换流阀塔的抗震性能对换流站的安全运行有重要意义。以？800 kV特高压直流换流站的高端换流阀厅及换流阀塔为原型,采用非线性弹簧单元模拟悬吊绝缘子,建立了有限元模型进行时程响应的分析计算。结果表明,地震作用下阀塔底部水平位移响应可超过1 m,绝缘子的非线性特性使得阀塔竖向加速度响应剧烈,阀层出现＂弹跳＂现象...
在线路行波类测距方法中,存在行波到达时刻与行波传播速度难以有机统一的问题。在研究直流线路故障行波速度与行波到达时刻的特定瞬时频率关系的基础上,分析瞬时频率影响行波测距的机理,提出一种基于行波瞬时频率且波头到达时刻与波速相有机统一的故障测距思想。利用改进的希尔伯特–黄变换形成故障暂态信号的时频图,依据时频图标定行波到达时刻...
模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）应用于大容量架空线输电系统是柔性直流输电技术的研究热点,直流故障的处理是研究的难点。针对一种整流侧采用电网换相换流器（line commutated converter,LCC）、逆变侧采用混合式模块化多电平换流器的混合直流输电系统,重点研究混合式MMC的优化设计、过调制及直流故障穿越问题。推导在...
模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）已经展现出极其重要的工程应用前景,然而,即使采用超高电平数的MMC精确等效模型也无法满足未来直流电网的需求。因此,对MMC高效模型进行相对误差分析,以寻求满足特定模型精度和计算效率的等效仿真最佳电平数具有重要意义。文中以451电平MMC戴维南等效模型为基准,首先提出精确仿真不同电...
针对适用于接入弱交流系统的模块化多电平换流器型柔性直流输电（modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC）功率同步控制,该文从3个角度研究影响交直流系统最大可交换功率的因素。首先从系统稳态模型分析得到接入点短路比、系统阻抗角及潮流方向对交直流系统交换功率产生的影响;然后根据功率同步控制策略建立...
针对已有的模块化多电平变流器控制方法需要多个参数控制器、整定复杂、计算量大及控制精度不稳定等不足,提出一种基于双闭环–模型预测控制的模块化多电平变流器新型混合控制策略。该策略采用双闭环控制实现交流侧功率无静差控制,采用建立代价方程和选取最优开关状态实现环流控制和子模块均压控制,并引入权重因子实现降低器件开关频率的目标。...
模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）是高压直流输电系统领域中极具工程应用前景的电压源拓扑之一。在分析典型子模块拓扑特点的基础上,该文提出一种新型的逆阻型半桥子模块（reverse blocking half bridge sub-module,RB-HBSM）的MMC拓扑,用于解决传统MMC的故障穿越能力问题。开展了RB-HBSM及其构成的MMC拓扑的故障电流阻...
降低子模块电容电压波动可以减少模块化多电平变流器系统成本、延长运行寿命。首先利用数值计算方法分析传统环流抑制策略对纹波抑制的原因,再通过模块瞬时功率波动表征子模块波动状态,以功率波动最低的目标计算出特定的环流量控制最优解来抑制模块电容波动。再根据计算出的电流瞬时值表达式,分析不同调制比及功率因数角对抑制纹波效果的影响。...
模块化多电平换流器（modular multi-level converter,MMC）是柔性直流输电系统中的关键设施,其可靠性关系到整个输电系统的安全稳定运行。该文基于拓扑分析,综合考虑子模块、控制保护系统及阀冷系统等部件,建立了详细的MMC可靠性模型,并利用k/n（G）模型和伽玛（Gamma）分布分别构建MMC在两种备用策略下的可靠度函数。基于所建立的可靠性模型,...
提出一种适用于模块化多电平换流器高压直流输电系统数字物理混合仿真阻抗实时匹配的接口算法。针对功率接口引起的数字物理混合仿真系统稳定性和精确性问题,在采用戴维南等效方法建立MMC模型的基础之上,构建基于阻尼阻抗法的双端高压直流输电数字物理混合仿真系统;通过数字仿真验证该系统良好的稳定性性能,同时也揭示出接口延时对仿真精确性的...
二极管箝位型模块化多电平换流器（modular multilevel converter based on diode clamp sub-module,DCSM-MMC）具有可自清除直流故障、电力电子器件成本低的优点,特别适合远距离架空线直流输电应用。为满足工程研究需求,实现DCSM-MMC的高效率＂一比一＂电磁暂态仿真,提出一种DCSM-MMC的高效等值建模方法。该方法将桥臂级联子模块等效为一个桥臂...
文中分析比较现有模块化多电平换流器的换流阀等效功率试验的试验方法,针对目前方案不能真实反应换流阀的实际运行工况,有些试验方法控制较复杂的不足,对换流阀稳态工况下的电压、电流和功率特性进行详细的分析,并提出一种新型的模块化多电平换流器的换流阀功率对冲试验的试验方法。该方法可以最大程度的构造换流阀的实际运行工况,并可以独立和...
为了解决下垂控制无法实现功率无差控制的缺陷以及方便直流电网的分区管理,设计直流电网潮流的分级分区控制。该控制包括集中控制和本地控制两部分。集中控制利用集控中心的潮流计算程序计算得到的各换流站节点的电压,以直流电压计算值修正各下垂控制站的直流电压参考值从而实现各换流站的功率无差控制。本地控制不依赖于集控中心,包括积差控制...
将直流潮流控制器引入高压直流电网中能有效提高其输电线路直流潮流控制能力。在充分研究现有直流潮流控制器的基础上,提出一种改进的线间直流潮流控制器,具有结构、控制简单以及可实现线路潮流反转等优点。详细分析该线间直流潮流控制器的工作原理及运行工况。在PLECS仿真软件中搭建三端直流输电系统仿真模型,通过4种仿真工况验证该潮流控制器...
随着电力电子技术的快速发展,直流概念在输配电以及新能源汇聚中的技术优势日益显现。用以匹配不同电压等级和接入直流设备,直流变压器是直流电网中的关键设备。将现有高效且可靠的隔离性双有源桥变换器（dual active bridge,DAB）中单开关扩展为子模块串联链,构建MMC直流变压器（modular multilevel converter based DC transformer,MMC-DCT）,...
电气拓扑采用模块化多电平技术的高压大容量DC/DC变换器是构建直流电网的关键装备之一。与柔性直流输电系统中的工频运行工况不同,基于模块化多电平的DC/DC变换器可运行于中/高频。若仍采用工频工况下的最近电平逼近调制策略及电容排序均压,会带来子模块开关损耗大及数字控制系统运算负担重等一系列问题。为此,提出了一种适用于模块化多电平DC/D...
该文研究了一种单向直流–直流自耦变压器。该单向直流自耦变压器由电压源型换流器与不控整流器串联而成,包括升压型单向直流自耦变（UUDAT）和降压型单向直流自耦变（DUDAT）两类拓扑。提出UUDAT以及DUDAT的直流功率控制策略,分析了高压直流系统故障以及低压直流系统故障下,UUDAT和DUDAT的直流故障响应并提出相应的故障隔离措施,评估了直流故障...
为研究交联聚乙烯（cross-linked polyethylene,XLPE）在高场强下电导机制的转变过程,测量了XLPE及XLPE/Si O2纳米复合材料在20、50和80℃下和2~70 kV/mm场强下的电流特性。此外,利用多种电导机制的数学公式,对这两种XLPE的电场–电流密度曲线进行拟合,从而分析不同温度与高场强下上述两种XLPE在非欧姆区的电导转变机制。结果表明：温度、场强、...
应用在高压直流输电系统的挤出式交联聚乙烯（crosslinked polyethylene,XLPE）电缆,通常用工厂预制的硅橡胶（silicon rubber,SR）中间接头在现场进行连接。为了研究接头的电场分布并对接头结构进行优化设计,对影响附件电场的电缆绝缘和附件绝缘的材料电导率关系、以及附件应力锥和高压屏蔽管的几何参数进行了深入研究。从两种绝缘材料的电导率...
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