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题名基于新型模块化多电平变换器的五电平PWM整流器
被引量：27
- 1
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作者
王奎
郑泽东
李永东
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机构
清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室
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出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2011年第5期34-38,共5页
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文摘
多电平PWM整流器具有功率因数可控、能量双向流动等优点,在电机高性能控制场合广受关注。而模块化多电平变换器(MMC)以结构模块化、不需要输入变压器以及易于扩展等优点,成为近年来研究的热点。本文针对一种新型模块化五电平PWM整流器展开研究,与传统MMC不同的是,新型MMC拓扑通过引入一个中间单元,使得输出相同电平数的情况下级联的单元数量更少。该五电平PWM整流控制系统可分为整流控制单元和PWM控制单元两部分,整流控制单元采用电压定向矢量控制实现母线电压稳定和单位输入功率因数控制;PWM控制单元采用载波层叠PWM方法,根据电容电压高低和电流方向选择合适的单元工作在充电或放电模式,以实现电容电压动态平衡控制。该控制方法可适用于任意单元级联和任意电平数。设计了一台三相五电平的实验样机并对上述控制方法进行了实验验证。
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关键词
模块化多电平变换器(mmc)
PWM整流器
悬浮电容
电压平衡控制
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Keywords
Modular multilevel converter
PWM rectifier
floating capacitor
voltage balancing control
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分类号
TM46
[电气工程—电器]
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题名MMC整流器开关器件的损耗及温升建模研究
被引量：9
- 2
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作者
余昆
薛卜
顾昉渊
阮文俊
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机构
河海大学能源与电气学院
江苏省配用电与能效工程技术研究中心
国网江苏省电力有限公司
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出处
《电力工程技术》
北大核心
2021年第4期18-25,共8页
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基金
国家电网有限公司科技项目“船舶岸电快速连接、运行安全保障及检测关键技术研究及应用”(SGJS0000YXJS1800284)。
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文摘
适用于环境保护需求,替代船上柴油发电机发电的岸电系统蓬勃发展。应用于岸电系统的模块化多电平整流器工作时温升过高会降低其运行可靠性,损耗是反映其温升的重要参数。在忽略整流器其他损耗因素情况下,针对开关器件的损耗建立简化模型,并结合电热转换原理建立模块化多电平变换器(MMC)整流器半桥子模块开关器件的温升分析模型,从而确定温升与开关器件损耗的关系式。基于建立的损耗及温升模型,仿真分析载波移相和最近电平逼近2种调制方式对开关器件温升的影响,与实际工程条件下的验证一致。结果表明载波移相调制方式下开关器件温升更小,实际工程中选用该调制方式可以在一定程度上抑制温升。文中搭建的温升模型可为后续研究其他温升抑制措施提供模型依据,可验证温升抑制措施的有效性。
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关键词
损耗建模
温升分析模型
载波移相
最近电平逼近
半桥型模块化多电平变换器(mmc)整流器
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Keywords
loss modeling
temperature rise analysis model
carrier phase shift
near level modulation
half-bridge modular multilevel converter(mmc)rectifier
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分类号
TM461
[电气工程—电器]
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题名MMC器件损耗分布与电容电压纹波综合优化方法
被引量：2
- 3
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作者
苏田田
路茂增
马新喜
赵艳雷
张厚升
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机构
山东理工大学电气与电子工程学院
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出处
《电力工程技术》
北大核心
2024年第3期32-41,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(62073200)
山东省自然科学基金资助项目(ZR2020QE215)。
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文摘
逆变工况下,半桥子模块下部绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)(简称T_(2)管)损耗占比较大,减小其损耗有利于提升设备运行可靠性。同时,抑制电容电压纹波有利于减小电容需求及提高功率密度。然而,现有优化控制策略未关注损耗分布优化及电容电压纹波间的矛盾,难以兼顾设备运行可靠性及功率密度。为此,文中提出兼顾减小T_(2)管损耗及抑制电容电压纹波的综合优化方法。首先,通过分析电荷量对器件损耗及电容电压纹波的影响路径,阐述减小T_(2)管的通态损耗与抑制电容电压纹波间的内在矛盾。接着,通过引入罚函数,建立计及T_(2)管损耗及电容电压纹波的综合目标函数。然后,以主动旁路策略为例,通过分析二倍频环流与三次谐波电压注入对T_(2)管损耗和电容电压纹波的影响规律,提出基于二倍频环流及三次谐波电压注入的综合优化方法。最后,在MATLAB/Simulink及PLECS中搭建仿真模型进行验证。仿真结果表明:该综合优化方法兼顾了T_(2)管损耗与电容电压纹波优化,一定程度上增加了设备可靠性与设备的功率密度。
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关键词
半桥型模块化多电平换流器(mmc)
损耗分布
电容电压纹波
二倍频环流
三次谐波电压
主动旁路
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Keywords
halfbridge multilevel modular converter(mmc)
loss distribution
capacitor voltage ripple
double frequency circulation
third harmonic voltage
active bypass
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分类号
TM721.1
[电气工程—电力系统及自动化]
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题名半桥型MMC直流侧故障限流组合控制策略
被引量：4
- 4
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作者
魏兴杰
张英敏
刘坤
李保宏
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机构
四川大学电气工程学院
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出处
《电力工程技术》
北大核心
2023年第1期209-217,共9页
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基金
国家电网有限公司总部科技项目(5100-202199274A-0-0-00)
中央引导地方科技发展专项项目(2021ZYD0042)。
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文摘
基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流电网在直流短路故障时电流峰值较高且上升速度极快,严重时会造成MMC闭锁从而导致系统大面积停运。为在短时间内限制故障电流对系统的影响,文中提出一种对半桥型MMC适用的故障限流组合控制策略,利用MMC自身的高度可控性,无须外加限流装置,即可达到故障限流效果,并降低对直流断路器的技术需求。首先,文中阐述了限流组合控制策略中2种不同的限流环节及其基本原理。其次,分别分析2种限流环节对直流故障电流、交流电流以及桥臂电流的影响,推导限流组合控制下的直流故障电流计算式。最后,在PSCAD/EMTDC平台搭建半桥型MMC四端直流电网模型进行仿真分析,结果表明所述限流组合控制策略能够有效限制直流故障电流,减小故障点近端换流器的功率和电压波动,降低交流电流和桥臂电流的过流峰值。
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关键词
半桥型模块化多电平换流器(mmc)
直流电网
直流故障
故障电流计算
限流环节
组合控制
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Keywords
half-bridge modular multilevel converter(mmc)
direct current(DC)grid
DC fault
fault current calculation
current-limiting link
combined control
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分类号
TM721
[电气工程—电力系统及自动化]
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题名半桥MMC型柔性直流电网自适应限流控制研究
被引量：33
- 5
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作者
倪斌业
向往
周猛
左文平
蔡普成
文劲宇
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机构
强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第17期5609-5619,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(U1766211,51807071)
中国博士后科学基金项目(2018M642840)。
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文摘
柔性直流电网直流故障短路电流具有上升速度快、峰值高等特点。当前,尚不成熟的故障电流抑制技术在一定程度上阻碍了柔性直流电网的大规模建设和发展。已有学者通过在直流电网中增加直流限流器或改进换流器拓扑的方式来抑制直流故障电流。然而上述技术方案会增加直流电网的建设成本。该文通过充分挖掘半桥型模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的控制潜力,提出一种适用于半桥型MMC的自适应限流控制策略。该控制策略通过在直流故障期间快速改变投入的子模块数量,从而快速降低换流器直流电压达到抑制故障电流的目的。首先介绍限流控制的基本原理以及控制器结构,分析并推导半桥型MMC的直流故障电流和桥臂故障电流的计算方程,进一步仿真验证限流控制作用下故障电流的计算方程,最后在基于半桥型MMC的四端柔性直流电网中对限流控制策略的有效性进行仿真验证。仿真结果表明:限流控制使得直流断路器((DC circuit breaker,DCCB)的开断电流减小4.92k A(46.95%),耗散能量减小26.1MJ(67.93%),并且减小故障期间桥臂电流的峰值,降低了换流器过流闭锁的风险。
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关键词
直流电网
柔性直流输电
半桥型模块化多电平变换器
自适应限流控制
直流断路器(DCCB)
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Keywords
DC grid
mmc-HVDC
half-bridge mmc
adaptive-current-limiting control
DC circuit breaker(DCCB)
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分类号
TM76
[电气工程—电力系统及自动化]
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题名柔性直流电网紧急限流控制策略研究
被引量：26
- 6
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作者
倪斌业
向往
周猛
左文平
蔡普成
文劲宇
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机构
强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)
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出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第11期3527-3536,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(U1766211,51807071)。
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文摘
柔性直流电网对高速大容量直流断路器的需求限制了其发展和应用。基于混合型模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的限流控制方案受限于拓扑结构,不适用于广泛采用的半桥型MMC柔直工程。该文提出了一种具有拓扑结构通用性与故障类型通用性的紧急限流控制策略,能够降低直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)的开断电流和耗散能量。该文首先介绍了紧急限流控制的原理以及其与DCCB的协调策略,分析并推导了限流控制作用下故障电流的计算方程;研究了限流控制不同投入时刻对故障电流发展的影响;最后在基于半桥型MMC的四端直流电网中进行了仿真验证。仿真结果表明:紧急限流控制使得DCCB的开断电流减小了4.29kA(40.74%),耗散能量减小了23.4MJ(60.47%),并且适用于高阻性故障。
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关键词
直流电网
模块化多电平变流器高压直流输电
半桥型mmc
限流控制
直流断路器
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Keywords
DC grid
modular multi-level converter high voltage direct current(mmc-HVDC)
half-bridge mmc
current-limiting control
DC circuit breaker(DCCB)
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分类号
TM76
[电气工程—电力系统及自动化]
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