CSC海上风电送出系统的改进型孤岛运行与黑启动策略

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作者 姚辰昊 熊小玲 +2 位作者 冯定腾 李晓博 赵成勇 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第16期153-165,共13页

电流源换流器(CSC)海上风电送出系统具有功率密度高和能够给无源网络供电等优势,具有良好的应用前景。但现有方案存在三大问题:需要大量通信、黑启动不经济和风电机组无功功率易过载。为此,文中提出了一种改进型孤岛运行与黑启动策略。... 电流源换流器(CSC)海上风电送出系统具有功率密度高和能够给无源网络供电等优势,具有良好的应用前景。但现有方案存在三大问题:需要大量通信、黑启动不经济和风电机组无功功率易过载。为此,文中提出了一种改进型孤岛运行与黑启动策略。首先,基于灵敏度分析,提出了无需通信的CSC与风电机组协同控制海上交流电压幅值和频率的方法;接着,提出利用LC滤波器作为无功负载,送端CSC与受端CSC协同建立海上交流电压的方法;之后,分析了系统启动时直流电压对风电机组无功功率过载的影响,提出了无功功率优化策略;然后,基于PSCAD对上述策略进行仿真验证;最后,从复杂度、可行性和成本3个方面对CSC方案和二极管整流单元方案展开讨论。分析结果表明了改进型孤岛运行与黑启动策略的有效性。 展开更多

关键词 海上风电 直流输电 电流源换流器 孤岛运行 黑启动 灵敏度 无功功率优化

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基于CSC和VSC的混合多端直流输电系统及其仿真 被引量：48

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作者 袁旭峰 程时杰 文劲宇 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第20期32-36,76,共6页

研究了一种新型混合多端直流输电系统,其换流器可以分别由电压源换流器(VSC)和电流源换流器(CSC)构成,各个换流器之间以并联方式连接。为验证该直流输电模式的有效性和可行性,建立了一个混合三端直流输电系统仿真模型,包含1个电流源整... 研究了一种新型混合多端直流输电系统,其换流器可以分别由电压源换流器(VSC)和电流源换流器(CSC)构成,各个换流器之间以并联方式连接。为验证该直流输电模式的有效性和可行性,建立了一个混合三端直流输电系统仿真模型,包含1个电流源整流器、1个电流源逆变器和1个电压源双向换流器,并分别设计了2种控制策略。当采用第1种控制策略,即电流源整流器采用定电流控制,电流源逆变器采用定电流控制,电压源双向换流器采用定直流电压控制和定交流电压控制时,混合多端直流输电系统在启动、稳态运行、直流和交流故障等情况下具有良好的运行特性,不失为一种有效的直流输电模式,能够综合利用常规直流输电和轻型直流输电各自的优点,有效扩展常规直流输电系统的适用范围。 展开更多

关键词 混合多端直流输电 电压源换流器 电流源换流器 门极可关断晶闸管

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一种基于CSC-VSC的DC/DC换流器及其控制策略

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作者 于洋 《电源学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期165-173,共9页

在能源互联网建设中,DC/DC换流器是实现不同直流电压等级的可再生能源并网的必要环节,引起了广泛的研究。DC/DC换流器的体积、成本、动稳态性能和故障性能是其广泛应用的限制因素。为此,提出了一种并网端采用有源电流源换流器、分布式... 在能源互联网建设中,DC/DC换流器是实现不同直流电压等级的可再生能源并网的必要环节,引起了广泛的研究。DC/DC换流器的体积、成本、动稳态性能和故障性能是其广泛应用的限制因素。为此,提出了一种并网端采用有源电流源换流器、分布式能源端采用电压源换流器的front-to-front混合DC/DC换流器,其中CSC和VSC交流侧采用高频率正弦波调制。所提出的基于CSC-VSC的混合DC/DC换流器具有体积小、成本低、可穿越直流短路故障等优点。通过对混合DC/DC换流器数学模型的分析,提出了换流器参数设计方法,给出了换流器运行范围约束。再提出了一种适用于混合DC/DC换流器的综合控制策略,其中CSC采用有功无功闭环控制、VSC采用交流电压幅值闭环控制。利用RTLAB半实物仿真平台分别对混合DC/DC换流器额定运行工况和直流短路工况进行了实验研究,结果验证了所提混合DC/DC换流器拓扑和控制策略的合理性和有效性。 展开更多

关键词 直流变换 csc VSC 直流短路 运行约束 高频调制

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可控电流源型换流器功率解耦控制策略 被引量：5

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作者 陈龙龙 魏晓光 +3 位作者 张闻闻 汤广福 崔翔 高冲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3619-3631,I0024,共14页

可控电流源型换流器(current source converter,CSC)是高压直流输电技术重要研究方向,随着逆阻型IGCT器件的发展,推动其应用技术上已经可行。但由于其电流源特性,大部分研究主要考虑定直流电流策略,针对定直流电压下的功率控制策略研究... 可控电流源型换流器(current source converter,CSC)是高压直流输电技术重要研究方向,随着逆阻型IGCT器件的发展,推动其应用技术上已经可行。但由于其电流源特性,大部分研究主要考虑定直流电流策略,针对定直流电压下的功率控制策略研究较少,严重制约其工程化发展。该文首先建立可控CSC的数学模型,获得有功、无功的影响变量。接着,对电容电压的d-q轴分量进行解耦,提出换流器内环和外环控制策略。然后,以直流电压和调制比为约束条件,对换流器的功率运行范围进行分析。最后,搭建基于常规直流和可控电流源的混合输电系统,对所提的控制策略进行分析,重点对单位功率因数运行和定直流电压时策略下功率调节特性进行仿真分析,对CSC在单相接地故障下抵御换相失败能力和向孤岛系统送电进行仿真。研究结果表明:所提的功率控制策略,能够实现有功、无功的解耦控制,以及对功率的有效调节,具备抵御换相失败的能力。 展开更多

关键词 高压直流输电系统 电流源型换流器 功率控制 解耦控制

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可控电流源型换流器IGCT串联均压技术 被引量：2

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作者 陈龙龙 汤广福 +4 位作者 魏晓光 王以璇 崔翔 高冲 张闻闻 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4859-4868,I0021,共11页

高压大功率逆阻型集成门极换流晶闸管(integrated gate commutation thyristor,IGCT)串联是可控电流源型换流器的关键技术之一,主要面临开通和关断不一致将会引起击穿的问题,目前尚缺乏深入研究和实验测试。该文首先分析可控电流源型换... 高压大功率逆阻型集成门极换流晶闸管(integrated gate commutation thyristor,IGCT)串联是可控电流源型换流器的关键技术之一,主要面临开通和关断不一致将会引起击穿的问题,目前尚缺乏深入研究和实验测试。该文首先分析可控电流源型换流器均压问题产生的原因,提出串联器件均压电路。接着,对开通不一致影响因素进行分析,给出IGCT使用电压和保护电压的配合关系,以确保开通过程器件安全。然后,对IGCT的自然和主动关断2种特殊关断过程影响因素进行分析,给出缓冲电路参数选择方法。最后,研制8级串联的IGCT模块样机,搭建实验平台进行测试。结果表明,所提方法能够有效抑制IGCT关断电压过冲,均压不一致性控制在8%以内。 展开更多

关键词 电流源型换流器 均压特性 静态均压 开通一致性 关断一致性

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基于改进基频调制电流源换流器的高压直流输电系统

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作者 赵成勇 冯定腾 +2 位作者 熊小玲 李晓博 姚辰昊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期7726-7738,I0020,共14页

主动换相型电流源换流器(current source converter,CSC)是一种新型的电流源换流器,其具有功率密度高,控制灵活,且无换相失败风险等优点,在直流输电领域具有广阔的应用前景。采用脉冲宽度调制的CSC存在直流电压波动大,开关损耗高等问题... 主动换相型电流源换流器(current source converter,CSC)是一种新型的电流源换流器,其具有功率密度高,控制灵活,且无换相失败风险等优点,在直流输电领域具有广阔的应用前景。采用脉冲宽度调制的CSC存在直流电压波动大,开关损耗高等问题,不适用于直流输电场景。基频调制的CSC虽然缓解了直流电压波动,但是其仅有一个控制自由度,无法实现有功无功独立控制。针对上述问题,在基频调制CSC的基础上,提出一种适用于高压直流输电的改进型基频调制电流源换流器。首先分析改进基频调制原理和换流器交直流侧谐波特性,并设计直流滤波器;然后,建立系统的数学模型,并提出相应的系统功率控制策略;同时考虑到系统需要向无源网络供电的情况,提出一种无源网络供电控制策略。最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证所提调制方法和控制策略的正确性和有效性。 展开更多

关键词 高压直流输电 电流源换流器 改进基频调制方法 功率控制策略

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电流型变流器的改进模型预测控制 被引量：5

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作者 李玉玲 鲍建宇 张仲超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期978-982,共5页

传统的模型预测控制(MPC)采用脉冲响应的非参数模型作为系统的预测控制模型,计算量大,很难直接应用于实时控制系统.本文提出将传统的MPC进行改进,应用到电流型变流器(CSC)功率因数校正系统中.改进的MPC根据CSC控制量与被控制量的传递函... 传统的模型预测控制(MPC)采用脉冲响应的非参数模型作为系统的预测控制模型,计算量大,很难直接应用于实时控制系统.本文提出将传统的MPC进行改进,应用到电流型变流器(CSC)功率因数校正系统中.改进的MPC根据CSC控制量与被控制量的传递函数得出CSC的一阶差分方程作为预测控制模型,同时保留传统MPC反馈校正、动态优化等优点.将此改进的MPC与传统的PID控制进行对比研究,结果表明:改进的MPC用于电流型变流器,比传统的PID控制具有更好的鲁棒性和更快速的动态响应特性. 展开更多

关键词 模型预测控制 电流型变流器 功率因数校正 PID控制

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电流源型混合直流输电系统建模与仿真 被引量：39

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作者 薛英林 徐政 +1 位作者 潘武略 王峰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期98-103,共6页

为解决传统直流输电系统换相失败问题,针对电压源型混合直流输电系统存在直流故障难以处理、平波电抗与直流电容容易产生谐振、无法进行潮流反送等缺点,分析了一种新型电流源型混合直流输电系统,其特点是整流侧采用传统的电网换相换流器... 为解决传统直流输电系统换相失败问题,针对电压源型混合直流输电系统存在直流故障难以处理、平波电抗与直流电容容易产生谐振、无法进行潮流反送等缺点,分析了一种新型电流源型混合直流输电系统,其特点是整流侧采用传统的电网换相换流器,逆变侧采用基于全控型器件的新型电流源型换流器。重点推导了电流源型换流器在dq旋转坐标系下的低频和稳态数学模型,并设计了相应的控制器和控制策略。在PSCAD/EMTDC中以葛南直流系统为基础搭建了电流源型混合直流系统。详细阐述了启动和潮流翻转的步骤和过程,测试了逆变侧发生三相短路故障下系统的响应和恢复特性,研究了系统的直流故障自清理能力和重启动策略。仿真结果表明,该系统具有良好的性能,是直流输电系统在远距离、大功率应用领域一种可行的改进方案。 展开更多

关键词 混合型高压直流输电 电流源型换流器 数学模型 控制策略 启动与潮流翻转 直流故障及重启动

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基于电流源型变换器的大型同步发电机励磁 被引量：9

9

作者 毛承雄 吴建东 +3 位作者 娄慧波 陆继明 王丹 汪伟 《水电能源科学》 2008年第3期172-175,共4页

将基于全控开关器件的电流源型变换器用于大型同步发电机励磁,采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术控制开关状态。利用dq坐标系的间接电流控制实现对SPWM电流源型变换器功率双向流动的控制。验证了SPWM电流源型变换器带大电感负载运行的可... 将基于全控开关器件的电流源型变换器用于大型同步发电机励磁,采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术控制开关状态。利用dq坐标系的间接电流控制实现对SPWM电流源型变换器功率双向流动的控制。验证了SPWM电流源型变换器带大电感负载运行的可行性。仿真试验表明,与传统可控硅励磁相比,整流时该励磁系统能向发电机端发出或吸收无功,逆变时能使励磁电流快速下降、加快励磁系统调节速度、发电机故障时实现交流灭磁。 展开更多

关键词 电流源型变换器 励磁 大型同步发电机 间接电流

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基于多级注入式电流源变换器的STATCOM建模与控制 被引量：5

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作者 王海龙 刘永和 +1 位作者 陈兴华 白雪垠 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第17期108-112,共5页

介绍一种新型的多级注入式电流源变换器,这种变换器主桥实现了零电流切换,消除开关损耗的同时降低了对吸收回路的要求,简化了变换器与交流系统的连接,在换向期间网侧不需要大容量的交流电容。建立了基于多级注入式电流源变换器的STATCO... 介绍一种新型的多级注入式电流源变换器,这种变换器主桥实现了零电流切换,消除开关损耗的同时降低了对吸收回路的要求,简化了变换器与交流系统的连接,在换向期间网侧不需要大容量的交流电容。建立了基于多级注入式电流源变换器的STATCOM的数学模型,对STATCOM的非线性数学模型进行局部线性化。通过分析给出了控制策略框图,利用PSCAD/EMTDC对所建模型进行仿真,结果表明,该结构的STATCOM具有良好的动态、稳态特性,并验证了所提出控制策略的可行性。 展开更多

关键词 多级注入 电流源变换器(csc) 线性化模型 静止同步补偿器(STATCOM)

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电流型变流器在电网电压不平衡时的控制 被引量：8

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作者 李玉玲 张仲超 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2005年第16期72-75,共4页

提出一种电网电压不对称情况下抑制三相脉宽调制(PWM)电流型变流器(CSC)直流输出电流二次谐波、减少网侧电流低次谐波的控制方法。该方法对传统的预测控制进行改进并应用到电网不平衡的三相CSC系统中,获得了良好的控制性能。应用电流空... 提出一种电网电压不对称情况下抑制三相脉宽调制(PWM)电流型变流器(CSC)直流输出电流二次谐波、减少网侧电流低次谐波的控制方法。该方法对传统的预测控制进行改进并应用到电网不平衡的三相CSC系统中,获得了良好的控制性能。应用电流空间矢量调制技术,使器件的利用率得到提高。所提出的方法无需电流传感器检测网侧电流,降低了实现成本。实验结果证明所提出的方法是正确、可行的。 展开更多

关键词 电流型变流器 不对称电网电压 预测控制 三相脉宽调制

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三相电流源型STATCOM的无锁相环控制策略 被引量：7

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作者 王烨 牟宪民 齐琛 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期131-136,共6页

为了解决传统锁相环控制只能获取电网电压角频率,而没有考虑电网电压的相位,锁相不精确,影响整个系统的控制性能等问题,提出一种适用于电流源型STATCOM的无锁相环控制策略。该策略对三相电网电压进行坐标变换,并根据各坐标系之间的关系... 为了解决传统锁相环控制只能获取电网电压角频率,而没有考虑电网电压的相位,锁相不精确,影响整个系统的控制性能等问题,提出一种适用于电流源型STATCOM的无锁相环控制策略。该策略对三相电网电压进行坐标变换,并根据各坐标系之间的关系得到与电网相电压同步旋转的相角,能够实时、精确地检测到电网电压的频率和相位角。详细论述了该控制策略,并在Matlab/Simulink中搭建系统仿真模型。仿真结果验证了该控制策略的有效性,同时表明该控制策略具有提高系统的检测精度,加快系统的动态响应速度等优势。 展开更多

关键词 电流源型STATCOM 无锁相环 坐标变换 动态响应 SIMULINK

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电流型变流器SVM技术简化算法研究

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作者 李玉玲 李建林 张仲超 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1282-1285,共4页

为了改善电流型变流器(CSC)的控制性能和提高控制系统的实用性,提出了一种基于反向传播神经网络(CPN)结构的空间矢量调制(SVM)技术(CPN-SVM)实现方法.该方法利用CPN的竞争学习机制,将变流器的6个非零开关矢量构成CPN的输入层,根据CPN竞... 为了改善电流型变流器(CSC)的控制性能和提高控制系统的实用性,提出了一种基于反向传播神经网络(CPN)结构的空间矢量调制(SVM)技术(CPN-SVM)实现方法.该方法利用CPN的竞争学习机制,将变流器的6个非零开关矢量构成CPN的输入层,根据CPN竞争层中的胜者选择每一个采样时刻作用的开关矢量,并确定此时参考电流矢量所在的扇区,同时采用胜者的线性组合来计算SVM中所选择的开关矢量的作用时间.结果表明,与传统SVM相比,CPN-SVM避免了计算正弦函数非线性运算,大大缩短了计算时间,从而缩短最小采样周期,提高了整个系统的传输带宽,同时降低了控制系统的软硬件成本. 展开更多

关键词 反向传播神经网络 空间矢量调制 电流型变流器 CPN-SVM

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基于晶闸管的静止同步补偿器的建模与实现 被引量：5

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作者 徐祎 陈建业 宋珊 《中国电力》 CSCD 北大核心 2007年第4期11-15,共5页

通过对静止同步补偿器(STATCOM)换流过程的分析,说明基于晶闸管的电压型和电流型STATCOM的基本原理,建立并求解基于三相回路方程和功率平衡方程的数学模型。提出当工作角度满足要求时,电压型晶闸管STATCOM可吸收无功,电流型晶闸管STATCO... 通过对静止同步补偿器(STATCOM)换流过程的分析,说明基于晶闸管的电压型和电流型STATCOM的基本原理,建立并求解基于三相回路方程和功率平衡方程的数学模型。提出当工作角度满足要求时,电压型晶闸管STATCOM可吸收无功,电流型晶闸管STATCOM可发出无功。构建了12脉冲电压型晶闸管STATCOM样机装置,实验验证了电压型晶闸管STATCOM的可行性。实验结果表明,电压型晶闸管STATCOM在其工作范围内能吸收连续可调无功功率。装置工作电流谐波小,具备普通STATCOM装置的优点,可用于电力系统无功补偿领域。采用该装置可以降低STATCOM的成本,实现国产化。 展开更多

关键词 静止同步补偿器 电压型逆变器 电流型逆变器 建模

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直流输电用大功率逆阻型IGCT器件关键技术研究 被引量：11

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作者 陈龙龙 王峰瀛 +5 位作者 张闻闻 魏晓光 汤广福 贺之渊 崔翔 高冲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4708-4716,共9页

受限于大功率可关断器件的发展,高压直流输电用可控关断的电流源型换流器(current source converter,CSC)一直未取得实质性进展。该文首先介绍基于换流器级联的CSC拓扑方案,搭建250kV/750kW的直流输电仿真系统,提取逆阻型集成门极换流... 受限于大功率可关断器件的发展,高压直流输电用可控关断的电流源型换流器(current source converter,CSC)一直未取得实质性进展。该文首先介绍基于换流器级联的CSC拓扑方案,搭建250kV/750kW的直流输电仿真系统,提取逆阻型集成门极换流晶闸管(revere blocking integrated gate commutation thyristor,RB-IGCT)器件应用于直流输电系统所应满足的技术要求;其次,分析低通态压降、损耗优化和高du/dt和di/dt的RB-IGCT器件关键设计方法。最后,对研制的4500V/3000ARB-IGCT关键核心参数进行实验验证。研究结果表明,所研制的RB-IGCT器件可以满足CSC的要求,是构建CSC的可行路线。 展开更多

关键词 高压直流输电系统 电流源型换流器 逆阻型集成门极换流晶闸管

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