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基于Hexverter的AC/AC系统交流不对称故障控制策略研究
1
作者 张翀 张嘉楠 +1 位作者 张迪 刘盼盼 《电力电容器与无功补偿》 2024年第3期98-105,共8页
六边形模块化多电平换流器(hexagonal modular multilevel converter,Hexverter)作为一种新型的AC/AC功率变换器,在未来海上风电场并网及低频输电技术中有着广阔的应用前景。为了解决Hexverter在电力系统不对称故障工况的稳定运行,文章... 六边形模块化多电平换流器(hexagonal modular multilevel converter,Hexverter)作为一种新型的AC/AC功率变换器,在未来海上风电场并网及低频输电技术中有着广阔的应用前景。为了解决Hexverter在电力系统不对称故障工况的稳定运行,文章首先对Hexverter的拓扑结构和工作原理简要介绍,并对其支路电流、支路功率进行分析。然后,研究其AC/AC系统交流侧不对称故障工况下的控制策略,基于理论推导部分得出的Hexverter六个支路间功率分布的规律(即不相邻的三个支路功率分别相等的特征),设计了子模块电容电压均衡控制方法,共包含两部分控制,分别为六个支路间子模块电容电压均衡控制和每个支路内部n个子模块电容电压之间的均衡控制。考虑到支路电流含有两侧交流系统不同频率成分,基于比例谐振控制器,提出了一种对支路电流直接进行控制的方法。最后,通过算例中稳态工况与故障工况研究分别对其工作原理和文中所提出的控制策略有效性进行验证。结果表明,在二次侧交流系统发生BC相短路故障期间,整个系统保持稳定运行,各个子模块电压始终保持均衡,仿真结果验证了文中所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 交流不对称故障 比例谐振 模块化多电平换流器 环流 子模块电压均衡
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交流不对称故障下的LCC-MMC混合直流系统输送功率提升策略研究 被引量：15
2
作者 时伯年 洪潮 +2 位作者 孙刚 张野 杨健 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2017年第20期73-78,共6页
将常规两端直流输电系统逆变站的电网换相换流器(LCC)替换为模块化多电平换流器(MMC)所构成的混合直流输电系统,可结合两种换流器的优点而具有广阔的应用前景。在研究其基本稳态控制特性的基础上,重点分析了交流电网不对称故障引起的直... 将常规两端直流输电系统逆变站的电网换相换流器(LCC)替换为模块化多电平换流器(MMC)所构成的混合直流输电系统,可结合两种换流器的优点而具有广阔的应用前景。在研究其基本稳态控制特性的基础上,重点分析了交流电网不对称故障引起的直流输送功率下降及中断问题。通过分析混合直流系统的交流故障特征,发现交流不对称故障发生在整流侧时易引起直流电压下降甚至输送功率的中断,发生在逆变侧时易引起直流系统电压异常。鉴于此,提出了基于MMC典型控制的附加直流电压控制策略,在其调制范围内通过降低故障时逆变侧的参考直流电压以提高直流系统的输送能力。若检测到本站直流电压的交流分量大小超过限定值,则附加控制策略自动投入,无需依靠换流站间的通信。最后,通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了所提控制策略的可行性。 展开更多
关键词 混合直流输电系统 交流不对称故障 调制比 附加直流电压控制 功率提升
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送端交流不对称故障下LCC-MMC-HVDC穿越控制策略研究 被引量：4
3
作者 梅军 何梦雪 +2 位作者 梁东 覃朝云 宗瑾 《现代电力》 北大核心 2019年第4期48-56,共9页
混合直流输电系统将LCC-HVDC和VSC-HVDC进行优势互补,其发展面临的一个问题是:当送端交流系统发生不对称故障时,LCC-MMC混合直流输电系统将面临输送功率跌落甚至中断和直流侧二倍频波动的问题。首先阐述了LCC-MMC-HVDC的拓扑结构、数学... 混合直流输电系统将LCC-HVDC和VSC-HVDC进行优势互补,其发展面临的一个问题是:当送端交流系统发生不对称故障时,LCC-MMC混合直流输电系统将面临输送功率跌落甚至中断和直流侧二倍频波动的问题。首先阐述了LCC-MMC-HVDC的拓扑结构、数学模型和基本控制策略,在分析系统在送端交流不对称故障情况下暂态特性的基础上,提出集功率续传和二倍频波动抑制为一体的穿越控制策略:基于主动降压控制的功率续传策略通过改变逆变侧MMC运行点减小输送功率跌落幅度;三次谐波注入法增大了逆变侧直流电压的可调节范围;直流电压波动抑制策略中,逆变侧直流电压作为唯一控制变量,有效降低送端交流系统负序分量对系统逆变器及受端系统造成的影响。最后,在PSCAD/EMTDC中建立仿真模型,算例仿真结果验证了所提出穿越控制策略的有效性。 展开更多
关键词 混合直流输电 送端交流不对称故障 功率续传控制 三次谐波注入 直流电压波动抑制
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交流不对称故障下MMC-HVDC系统的故障穿越控制研究
4
作者 张利 牛冲宣 +1 位作者 周春雨 刘庆邦 《电工电气》 2022年第1期1-7,23,共8页
MMC-HVDC系统中交流电网发生不对称故障会导致三相电压不平衡,进而产生正负序分量影响系统的控制性能,严重时甚至引起换流站闭锁。介绍了MMC-HVDC系统的拓扑结构、工作原理以及数学模型。在分析交流不对称故障下系统运行特性的基础上,... MMC-HVDC系统中交流电网发生不对称故障会导致三相电压不平衡,进而产生正负序分量影响系统的控制性能,严重时甚至引起换流站闭锁。介绍了MMC-HVDC系统的拓扑结构、工作原理以及数学模型。在分析交流不对称故障下系统运行特性的基础上,设计了适用于交流不对称工况的MMC负序电流抑制器,用以抑制交流不对称故障下换流站的负序电流,并对此时系统直流侧电压存在二倍频波动的问题进行分析,提出了两相旋转坐标系下的PI解耦控制来实现对直流侧电压二倍频分量的抑制,使系统在交流不对称故障下具备故障穿越能力。在PSCAD/EMTDC建立仿真模型,验证了所提出的故障穿越控制策略的有效性。 展开更多
关键词 柔性直流输电 模块化多电平换流器 交流不对称故障 负序电流抑制 电压二倍频波动抑制 故障穿越控制
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MMC-HVDC交流侧不对称故障特性分析与保护策略 被引量：13
5
作者 马世强 余利霞 郑连清 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第6期35-42,63,共9页
为研究模块化多电平换流器(MMC)交流侧不平衡故障机制及其针对性的保护策略,提升系统运行稳定可靠性,分离交流量的正序和负序分量,对三相电网电压不平衡故障下MMC-HVDC系统数学建模,分析其交流、直流电压及子模块电容电压、内部电流的... 为研究模块化多电平换流器(MMC)交流侧不平衡故障机制及其针对性的保护策略,提升系统运行稳定可靠性,分离交流量的正序和负序分量,对三相电网电压不平衡故障下MMC-HVDC系统数学建模,分析其交流、直流电压及子模块电容电压、内部电流的变化过程,提出了一种以抑制交流侧负序电流为目标的MMC交流侧不平衡故障保护控制策略。以单相接地故障为例,基于电磁暂态仿真软件平台PSCAD/EMTDC进行仿真分析,结果显示负序电压补偿控制能够显著减小MMC内部电流的交流测馈入分量,减小子模块电压的波动范围,保证了系统的持续运行能力。 展开更多
关键词 高压直流输电 模块化多电平换流器 交流不对称故障 控制策略
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对称单极柔性直流输电系统不对称交流故障解析模型 被引量：3
6
作者 曹润彬 聂少雄 +5 位作者 芮智 黄伟煌 郑伟 国建宝 杨光源 舒德兀 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2021年第8期48-54,70,共8页
交流故障电流计算尤其在不对称故障情况下对断路器选型和直流保护起到至关重要的作用,然而面向直流保护的交流故障电流计算多依赖于电磁暂态仿真。该方法存在仿真计算耗时长、缺乏物理机理剖析和参数影响因素分析等诸多弊端。为了解决... 交流故障电流计算尤其在不对称故障情况下对断路器选型和直流保护起到至关重要的作用,然而面向直流保护的交流故障电流计算多依赖于电磁暂态仿真。该方法存在仿真计算耗时长、缺乏物理机理剖析和参数影响因素分析等诸多弊端。为了解决上述问题,本文针对实际对称单极结构柔性直流输电系统的交流不对称故障场景,推导出故障下控制系统响应前桥臂电流与交流线路电流上升速率,以及控制系统响应后交流线路短路电流d轴、q轴正序分量和三相短路电流的解析模型。对比解析模型与实际直流工程的仿真结果,验证故障解析模型的正确性。该研究的重要价值在于无需经过多次电磁暂态时域仿真结果,可以通过理论计算得到交流不对称故障下短路电流的动态过程,最终计算结果可以为控制保护策略的设计提供参考。 展开更多
关键词 对称单极 柔性直流输电系统 交流不对称故障 解析模型
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网压不对称下MMC多目标控制参数优化选择研究
7
作者 周晗靓 夏向阳 +2 位作者 李润伍 郭宇 易锐 《湖南电力》 2024年第1期45-52,共8页
为解决多目标保护控制中调节参数难以确定的问题,引入有功功率波动和交流电流波动的权重因子,构建线性加权表达式;为获取最优权重因子,深入分析MMC(模块化多电平换流器)系统安全运行条件对权重选取的限制,建立权重优化选取模型。在此基... 为解决多目标保护控制中调节参数难以确定的问题,引入有功功率波动和交流电流波动的权重因子,构建线性加权表达式;为获取最优权重因子,深入分析MMC(模块化多电平换流器)系统安全运行条件对权重选取的限制,建立权重优化选取模型。在此基础上提出一种MMC多目标协调控制策略,以抑制有功功率波动与协调交流电流不平衡度为目标,考虑系统最大允许电流、桥臂电容电压允许最大波动,不需要为了抑制过流、桥臂电压过压而额外增加控制环节。仿真实验表明了所提策略的可行性与有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 交流侧不对称故障 协调控制 功率波动 不对称三相电流
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柔性直流配电网接地方式对故障特性的影响分析 被引量：65
8
作者 戴志辉 葛红波 +2 位作者 严思齐 焦彦军 陈曦 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期2353-2362,共10页
采用理论分析和仿真验证相结合的方法研究了柔性直流配电系统接地方式对其故障特性的影响。首先,介绍了柔性直流配电网的系统架构,确定了直流侧电容的接地方式;其次,分析了直流不平衡电压恢复的理论依据;接着讨论了联接变压器的接地方... 采用理论分析和仿真验证相结合的方法研究了柔性直流配电系统接地方式对其故障特性的影响。首先,介绍了柔性直流配电网的系统架构,确定了直流侧电容的接地方式;其次,分析了直流不平衡电压恢复的理论依据;接着讨论了联接变压器的接地方式对换流器交流侧不同位置单相故障的影响;随后分析了联接变压器接地方式对直流侧单极接地故障的影响,并讨论了不同过渡电阻情况下的故障特性。与电压源型直流输电技术(voltage-sourced converter high-voltage direct current,VSC-HVDC)分析故障特性方法不同,为提高配网供电可靠性,在分析直流侧单极接地故障时,考虑了绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)不闭锁的情况。最后讨论了在实际应用中实现IGBT运行在不闭锁状态下的方法。分析结果表明,接地方式对系统的故障过程和故障恢复过程有显著影响。分析方法和结论为柔性直流配网的接地方式选取、保护方案配置提供了参考。 展开更多
关键词 柔性直流配电网 接地方式 故障分析 交流侧不对称故障 单极接地故障
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