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基于模块化多电平换流器的高压直流系统直流侧故障限流技术研究 被引量:10
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作者 郝晓弘 黄伟 +2 位作者 裴婷婷 王锐 邓福莉 《全球能源互联网》 CSCD 2022年第1期23-36,共14页
基于模块化多电平换流器的高压直流输电技术迅速发展,直流侧短路故障电流的限制与开断困难等问题已然成为研究热点。故障限流技术能够快速限制短路电流的峰值与上升率,为直流断路器的快速隔离提供有利条件。在现有混合式直流断路器基础... 基于模块化多电平换流器的高压直流输电技术迅速发展,直流侧短路故障电流的限制与开断困难等问题已然成为研究热点。故障限流技术能够快速限制短路电流的峰值与上升率,为直流断路器的快速隔离提供有利条件。在现有混合式直流断路器基础上,提出2种快速限流的技术方案:新型直流故障限制器与直流断路器配合方案、结合限流电路的混合直流断路器方案。通过限流电感实现故障初期对故障电流上升率的抑制、限流电阻和电容在故障过程中快速投入以及电感限流回路与电容放电回路引入,使得故障电流峰值降低,直流断路器中避雷器的耗能压力继而减小,最终实现直流侧故障电流的快速清除。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证方案的可行性。研究结果表明,所提2种方案能够大幅度减小故障电流峰值、降低避雷器耗能以及实现直流断路器安全可靠分断。 展开更多
关键词 高压输电 模块多电平换流器 故障限制器 断路器
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基于模块化多电平换流器的新型高压变频器拓扑及其控制 被引量:1
2
作者 郑征 崔灿 张朋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2128-2133,共6页
为使煤矿设备高效利用能源,达到节能减排的目的,提出了基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的新型高压变频器。概述了其基本结构,分析了MMC拓扑及工作机制。以逆变侧为研究对象,建立MMC数学模型,采用建模排序法... 为使煤矿设备高效利用能源,达到节能减排的目的,提出了基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的新型高压变频器。概述了其基本结构,分析了MMC拓扑及工作机制。以逆变侧为研究对象,建立MMC数学模型,采用建模排序法控制子模块电容电压稳定平衡,通过与不同调制算法对比,载波正负反相层叠脉冲宽度调制技术(POD-PWM)的优势得以凸显。以Matlab-Simulink及RT-Lab半实物仿真设备为实验平台,搭建上位机控制器,实验结果显示换流器运行正常、电容电压稳定平衡,输出电能质量高,谐波含量小,证明了提出的载波正负反相层叠与电压稳定平衡控制相结合的控制策略的可行性,并得出了实验条件下的最佳三角载波频率。 展开更多
关键词 高压变频器 模块多电平换流器 调制算法 建模排序法电压稳定平衡控制 RT-LAB
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一种模块化多电平换流器数学模型的建立方法 被引量:4
3
作者 李云丰 宋平岗 +1 位作者 王立娜 卢杰 《华东交通大学学报》 2013年第2期37-41,共5页
模块化多电平换流器是一种新型的高压直流输电拓扑结构,它有着两电平电压源型拓扑结构不可比拟的优点,引起了国内外学术界和工业界的高度重视。模块化多电平换流器正确的数学模型能够很好的反映系统运行时的特性,为系统故障保护、优化... 模块化多电平换流器是一种新型的高压直流输电拓扑结构,它有着两电平电压源型拓扑结构不可比拟的优点,引起了国内外学术界和工业界的高度重视。模块化多电平换流器正确的数学模型能够很好的反映系统运行时的特性,为系统故障保护、优化控制以及参数的设计将提供强大的理论保障。深入研究了模块化多电平换流器的基本原理,建立了相应数学模型,推导出了电容电压,上下桥臂电流,相间环流的时域解析表达式。 展开更多
关键词 模块多电平换流器 高压输电 二倍频负序 桥臂电
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基于模块化多电平矿用中高压变频器仿真研究
4
作者 李大伟 杨京东 吴康 《煤炭与化工》 CAS 2024年第2期95-98,102,共5页
针对井下中高压大功率应用设备在工作过程中耗能大的问题,为减少能源消耗及改善设备性能,本文提出将基于模块化多电平换流器(MMC)结构的高压变频器应用到井下变频系统中,该变频系统能够有效改善高压大功率设备的工作效率与耗能问题。主... 针对井下中高压大功率应用设备在工作过程中耗能大的问题,为减少能源消耗及改善设备性能,本文提出将基于模块化多电平换流器(MMC)结构的高压变频器应用到井下变频系统中,该变频系统能够有效改善高压大功率设备的工作效率与耗能问题。主要介绍了模块化多电平换流器的拓扑结构、工作原理、调制技术及子模块电容电压平衡等,并在Matlab-Simulink软件中搭建井下高压变频系统仿真并进行验证。仿真结果表明,系统具有良好的动态性能,能够实现井下变频系统和感应电机正常工作,波形输出基本稳定,对解决井下中高压大功率运行设备节能具有重要意义。 展开更多
关键词 矿用中高压变频器 模块多电平换流器 高压大功率设备 感应电机
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适用于无源网络的模块化多电平柔性直流启动控制研究 被引量:6
5
作者 周东游 郝正航 +1 位作者 唐文博 刘涵 《节能技术》 CAS 2021年第3期232-236,共5页
详细介绍了可用于无源网络的模块化多电平柔性直流输电系统的启动过程以及相应的控制策略,本文将该过程分为两个阶段:第一阶段IGBT处于闭锁阶段、第二部分IGBT可控阶段。为解决MMC启动过程产生的问题:(1)逆变侧IGBT解锁时,逆变侧阀侧瞬... 详细介绍了可用于无源网络的模块化多电平柔性直流输电系统的启动过程以及相应的控制策略,本文将该过程分为两个阶段:第一阶段IGBT处于闭锁阶段、第二部分IGBT可控阶段。为解决MMC启动过程产生的问题:(1)逆变侧IGBT解锁时,逆变侧阀侧瞬时产生较大的电流冲击;(2)在抬升直流电压到额定值时会出现过大的电压波动,并且达到稳定值所需时间较长。针对问题1本文改进了换流站解锁顺序的方法,将抬升直流电压到额定值的过程分为两个阶段进行分步抬升,大幅度的降低了冲击电流。针对问题(2)本文改进整流侧定直流电压控制的方法,提高了系统启动速度,降低了电压波动。上述的方法均在MATLAB仿真中得了可行的验证。 展开更多
关键词 向无源网络供电 模块多电平换流器 启动控制 柔性 带斜率的定电圧控制
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基于模块化多电平矩阵换流器的海上风电分频系统经济性分析 被引量:11
6
作者 汪大洋 刘宗烨 +4 位作者 李沛 黄进 曹晶 伋玉聪 周芮冰 《分布式能源》 2018年第2期16-22,共7页
以远距离、大容量海上风电场并网为背景,综合对比海上高压直流(high-voltage DC,HVDC)输电系统与分频输电系统(fractional frequency transmission system,FFTS)的经济性,旨在为远距离、大容量海上风电并网提供一种技术上可行、经济上... 以远距离、大容量海上风电场并网为背景,综合对比海上高压直流(high-voltage DC,HVDC)输电系统与分频输电系统(fractional frequency transmission system,FFTS)的经济性,旨在为远距离、大容量海上风电并网提供一种技术上可行、经济上合理的新型参考技术解决方案。首先,对比分析海上风电HVDC输电系统与FFTS各主要设备;其次,以现有设备成本为基础,运用现金流折现模型方法分析对比基于模块化多电平技术(modularized multilevel converter,MMC)的海上HVDC输电系统和模块化多电平矩阵变换技术(Modular multilevel matrix converter,M3C)海上FFTS的经济性,并考虑系统投入一次成本、维护成本及设备损耗,最终得出了海上HVDC输电系统和海上FFTS经济临界距离,其约为离岸125km。 展开更多
关键词 海上风电 高压输电 分频输电 模块多电平矩阵换流器 经济区间
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高压直流供电风起云涌模块化UPS仍然潜力巨大
7
作者 李鹏 《通信世界》 2011年第2期39-39,共1页
在节能减排政策的影响下,正处于飞速发展的通信行业由于能耗与日俱增,站在了风口浪尖,国资委已经将三大运营商从节能减排要求最低"一般企业"转为"关注类企业",提高了运营商节能的要求,增加了监管力度。
关键词 高压 UPS 模块 云涌 电风 节能减排 通信行业 监管力度
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一种适用于风电外送的混合高压直流输电系统 被引量:7
8
作者 韩平平 陈凌琦 +2 位作者 丁明 张炎 李宾宾 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2162-2169,共8页
整流侧采用模块化多电平换流器(MMC),逆变侧采用电网换相换流器(LCC)的混合高压直流输电系统可结合两者的优点,是一种适用于风电外送的新型拓扑。为弥补MMC无法清除直流侧故障的缺陷,可在整流侧直流线路上装设混合式高压直流断路器。针... 整流侧采用模块化多电平换流器(MMC),逆变侧采用电网换相换流器(LCC)的混合高压直流输电系统可结合两者的优点,是一种适用于风电外送的新型拓扑。为弥补MMC无法清除直流侧故障的缺陷,可在整流侧直流线路上装设混合式高压直流断路器。针对单级接地和双极短路2种故障分析其故障特性和对系统的影响,并根据故障电流特性设计断路器时序控制策略。基于PSCAD仿真软件建立该输电模型并仿真分析其在稳定送端交流母线电压上的优势,然后验证所提故障特性分析,最后证明所设计的时序控制策略可有效清除直流侧故障。 展开更多
关键词 高压输电 风力发电 故障电 模块多电平换流器 混合式高压断路器
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面向新型电力系统的直流输电换流器统一拓扑架构 被引量:5
9
作者 文劲宇 孟沛彧 +3 位作者 向往 张浩博 林卫星 程时杰 《新型电力系统》 2023年第1期84-98,共15页
新型电力系统对直流输电技术提出了更高需求。该文首先介绍了直流输电的发展历程,并基于新型电力系统发展带来的挑战分析了常规直流输电和柔性直流输电两类技术的优势和不足。为此,从换流器拓扑入手,突破同构串联和异构并联两种常见拓... 新型电力系统对直流输电技术提出了更高需求。该文首先介绍了直流输电的发展历程,并基于新型电力系统发展带来的挑战分析了常规直流输电和柔性直流输电两类技术的优势和不足。为此,从换流器拓扑入手,突破同构串联和异构并联两种常见拓扑架构,以晶闸管换流器和模块化多电平换流器为基础,提出了面向新型电力系统的异构串联型换流器统一拓扑架构。从运行区间、无闭锁故障穿越等技术性能和经济性、易实现性等工程应用角度综合对比分析了多种结构的换流器,证明了异构串联型换流器的优越性。最后,介绍了异构串联拓扑架构的两种具体应用,指出了未来发展方向。 展开更多
关键词 高压输电 电网换相换流器 模块多电平换流器 异构串联型换流器
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具有直流故障清除能力的MMC子模块及其选取方法 被引量:1
10
作者 韩朋乐 《通信电源技术》 2019年第3期24-26,共3页
难以阻断直流侧故障电流是半桥模块化多电平换流器(HBSM-MMC)的固有缺陷,严重影响该类型换流器在直流电网中的应用。因此,分析MMC的基本原理,阐述常用的具备直流故障清除能力的MMC子模块的拓扑结构和工作模式,并对比了采用不同子模块拓... 难以阻断直流侧故障电流是半桥模块化多电平换流器(HBSM-MMC)的固有缺陷,严重影响该类型换流器在直流电网中的应用。因此,分析MMC的基本原理,阐述常用的具备直流故障清除能力的MMC子模块的拓扑结构和工作模式,并对比了采用不同子模块拓扑结构的MMC的基本特性。 展开更多
关键词 模块多电平 故障
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适用于大规模风、光直流送出系统的改进型MMC子模块拓扑 被引量:2
11
作者 王亚强 樊艳芳 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1073-1080,共8页
高压直流输电系统中多采用模块化多点平换流器,但传统半桥型子模块不具备直流故障自清除能力;逆阻型半桥子模块在换流器闭锁时,下管IGBT两端会出现过电压现象;部分新型直流故障自清除能力的子模块拓扑在闭锁后,故障阻断能力不强。文章... 高压直流输电系统中多采用模块化多点平换流器,但传统半桥型子模块不具备直流故障自清除能力;逆阻型半桥子模块在换流器闭锁时,下管IGBT两端会出现过电压现象;部分新型直流故障自清除能力的子模块拓扑在闭锁后,故障阻断能力不强。文章将改进型子模块与半桥型子模块相结合,提出一种新型MMC桥臂设计方案,分析了其子模块的拓扑结构、各种运行工况和故障阻断机理,从耐压性与经济性两个方面,与其他经典的子模块作比较分析。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建双端21电平MMC直流系统模型进行验证,仿真结果表明,文章所提改进子模块拓扑能够快速有效阻断直流侧故障电流,且子模块下管IGBT两端不会出现过电压,兼具故障自清除与低损耗的特点。 展开更多
关键词 高压输电 模块多电平换流器 线路故障 故障清除
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适用于纯新能源基地送出的混合型直流输电方案 被引量:1
12
作者 刘文韬 张哲任 徐政 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期533-543,共11页
为实现光伏、风电等新能源远距离输送,提出一种适用于大规模新能源远距离外送的混合型直流输电系统。首先,介绍混合型直流输电系统的拓扑结构和数学模型,整流站采用半桥子模块型模块化多电平换流器(MMC)与电网换相换流器(LCC)串联,逆变... 为实现光伏、风电等新能源远距离输送,提出一种适用于大规模新能源远距离外送的混合型直流输电系统。首先,介绍混合型直流输电系统的拓扑结构和数学模型,整流站采用半桥子模块型模块化多电平换流器(MMC)与电网换相换流器(LCC)串联,逆变站采用混合型MMC,该系统能为新能源基地提供电压支撑并且实现直流故障的自清除;然后,提出系统的稳态控制方式与交直流故障下的控制策略;最后,在PSCAD/EMTDC中对送端功率波动、送端交流故障、受端交流故障、直流线路故障等4个典型场景进行仿真分析,验证了控制策略的有效性。 展开更多
关键词 高压输电系统 电力系统 可再生能源 电网换相换流器 模块多电平换流器 故障穿越
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有源型柔性直流输电技术在全球能源互联网背景下的应用研究 被引量:19
13
作者 刘耀 吴佳玮 +5 位作者 肖晋宇 侯金鸣 赵小令 徐雨哲 张哲任 徐政 《全球能源互联网》 2020年第2期107-116,共10页
全球能源互联网是实现新能源资源在全球范围内合理配置和高效利用的重要发展方向。基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电技术凭借其可以为无源电网提供支撑和控制灵活的特点,正逐渐成为构建全球能... 全球能源互联网是实现新能源资源在全球范围内合理配置和高效利用的重要发展方向。基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电技术凭借其可以为无源电网提供支撑和控制灵活的特点,正逐渐成为构建全球能源互联网的重要技术手段之一。对柔性直流输电技术在全球能源互联网背景下的应用进行了深入研究。首先梳理了柔性直流输电在全球能源互联网中的3种典型应用场景。接着利用PSCAD/EMTDC仿真研究了传统柔性直流在典型应用场景下的故障特性,分析了其应用于全球能源互联网时的不足。针对这些不足,提出了一种具有解耦运行能力的基于锂电池储能装置的有源型柔性直流输电技术,对其拓扑结构和控制策略进行了介绍。最后在PSCAD中仿真验证了所提出的有源型MMC在全球能源互联网应用场景下隔离交流系统故障对直流侧系统的功率冲击的能力。 展开更多
关键词 全球能源互联网 模块多电平换流器 柔性 储能装置 解耦运行
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中压直流船舶电力系统MMC的参数研究 被引量:2
14
作者 罗朝明 高岚 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第16期94-99,共6页
在中压直流船舶综合电力系统中,换流器是其关键组成部分,但随着船舶电力系统电压等级的提升,传统换流器已经不能满足系统的需求。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)作为一种新型换流器,可以代替传统换流器。首先对... 在中压直流船舶综合电力系统中,换流器是其关键组成部分,但随着船舶电力系统电压等级的提升,传统换流器已经不能满足系统的需求。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)作为一种新型换流器,可以代替传统换流器。首先对MMC的原理进行介绍,结合中压直流船舶电力系统的参数设计合适的MMC,并从子模块的电容电压波动、系统有功功率响应时间、抑制系统谐振和抑制系统内部环流4个方面对子模块电容和桥臂电感值进行选取,最后经过Matlab/Simulink仿真验证方案的可行性。 展开更多
关键词 模块多电平换流器 中压 综合电力系统 电容值 桥臂电感
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柔性直流输电系统实时仿真系统设计与试验 被引量:2
15
作者 方圆 胡兆庆 +1 位作者 杨琰 夏卫华 《智能电网》 2015年第12期1131-1135,共5页
在介绍模块化多电平柔性直流输电系统基础上,采用仿真器基于Intel处理器和现场可编程门列阵(field-programmable gate array,FPGA)片上协同仿真的架构,对多端柔性直流系统模型进行优化设计,同时计算资源的合理分配,进行柔性直流输电系... 在介绍模块化多电平柔性直流输电系统基础上,采用仿真器基于Intel处理器和现场可编程门列阵(field-programmable gate array,FPGA)片上协同仿真的架构,对多端柔性直流系统模型进行优化设计,同时计算资源的合理分配,进行柔性直流输电系统实时仿真系统设计,利用实时电力电子仿真系统加上保护控制、阀控及测量IO设备,在此基础上提出一种柔性直流输电控制系统的实时闭环仿真系统方案,以应对全球能源互联网建设。 展开更多
关键词 模块多电平换流器 仿真试验 柔性
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海上风电经DR-MMC并联混合直流送出系统启动及协调控制策略 被引量:17
16
作者 程帆 姚良忠 +4 位作者 谢立军 梁帅 徐业琰 李琰 王志冰 《全球能源互联网》 2020年第2期117-124,共8页
基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统由于运行方式灵活、具备无源运行能力的特点,在远海风电送出工程中获得了广泛应用;基于二极管不控整流(diode rectifier,DR)的送出方式由于海上平台体积小... 基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统由于运行方式灵活、具备无源运行能力的特点,在远海风电送出工程中获得了广泛应用;基于二极管不控整流(diode rectifier,DR)的送出方式由于海上平台体积小、造价低等优点,也是海上风电送出极具潜力的备选方案,但其缺乏无源运行能力。利用MMC并联DR构成海上风电混合直流送出系统,使得海上风电机组无需加装储能装置和控制策略改造,实现无源系统的启动和运行。混合系统通过海上MMC建立海上风电场侧交流电压,实现部分风电机组并网运行并启动DR,进而实现整个系统的功率送出。对传统V/F控制MMC的并联混合直流系统有功功率倒送现象进行了机理分析。基于分析模型,提出了一种基于有功-电压下垂的协调控制策略,实现了风功率变化下MMC送出功率的控制。最后利用PSCAD/EMTDC建立了直驱海上风电场经±200 kV/800 MW混合直流输电送出的系统模型,仿真结果验证了上述启动和协调控制策略的有效性。 展开更多
关键词 海上风电 二极管不控整 模块多电平换流器 混合 协调控制
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基于MMC柔性直流输电系统性能的分析 被引量:1
17
作者 陈海燕 康美金 张颜真 《科技创新与应用》 2015年第20期196-196,共1页
阐述基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统的基本原理以及各种控制模式,分别讨论了采用不同方式控制时静止无功补偿器(STATCOM)和高压直流输电(HVDC)两种运行模式下柔性直流系统的性能。表明柔性直流输电在传输有功功率的同时... 阐述基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统的基本原理以及各种控制模式,分别讨论了采用不同方式控制时静止无功补偿器(STATCOM)和高压直流输电(HVDC)两种运行模式下柔性直流系统的性能。表明柔性直流输电在传输有功功率的同时,也可维持交流系统电压稳定以及电网稳定,并且具有长时间稳定运行的能力。 展开更多
关键词 柔性输电 模块多电平换流器 静止无功补偿器 高压输电
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MMC-HVDC运行参数对换流器传导骚扰源影响研究
18
作者 朱瑞敏 孙海峰 梁贵书 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期258-265,共8页
考虑死区时间对子模块投切的影响,建立死区时间造成最大电平偏差情况下的高压柔性直流输电系统模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)传导电磁骚扰源计算模型,分析对传导骚扰源强度产生影响的换流器运行参数。通过改变... 考虑死区时间对子模块投切的影响,建立死区时间造成最大电平偏差情况下的高压柔性直流输电系统模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)传导电磁骚扰源计算模型,分析对传导骚扰源强度产生影响的换流器运行参数。通过改变不同参数,对比分析得出各类参数对骚扰电压影响的机理和规律。结果表明死区时间会显著增大差模和共模骚扰源的高频包络线,但死区时间的长短对包络线影响较小,仅改变骚扰极值对应的频率;系统控制频率对骚扰强度影响较大;系统功率参考值对骚扰源影响相对较小,其中无功功率参考值影响最为轻微。仿真验证计算模型的可行性和有效性。 展开更多
关键词 高压输电 电磁兼容 模块多电平换流器 控制系统 功率控制
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MMC-MTDC直流电网多重主站直流电压协调控制策略研究(英文) 被引量:2
19
作者 林畅 吴学光 +1 位作者 Claudia E.Spallarossa Tim C.Green 《智能电网》 2014年第10期1-7,共7页
研究目前多端直流电网(multi-terminal DC,MTDC)的控制策略,提出一种新的基于下垂控制(droop control)的多端直流电压控制策略,可保证在一个控制直流电压的主站停运下直流电网的可靠性及电压稳定性。为验证所提出的控制策略的正确性和... 研究目前多端直流电网(multi-terminal DC,MTDC)的控制策略,提出一种新的基于下垂控制(droop control)的多端直流电压控制策略,可保证在一个控制直流电压的主站停运下直流电网的可靠性及电压稳定性。为验证所提出的控制策略的正确性和有效性,在RT-lab实时仿真器中建立一个五端(站)直流电网模型,远距离海岸风场通过直流电网与陆上交流系统连接起来。每一个站都由模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)组成,其中:两个换流器的控制方式是定直流电压和定无功功率控制(主站),两个换流站是定有功功率和无功功率控制(有差调节)、一个换流站是定交流电压和频率控制(风电场站)。当一个主站换流器停运时,仿真结果证实了所提出的新型直流电压控制策略的正确性和有效性。 展开更多
关键词 模块多电平换流器 高压输电 多端电网 下垂控制 电压稳定性
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无闭锁柔性直流输电系统样机实验研究 被引量:11
20
作者 林卫星 张荣华 +3 位作者 陈晶茹 刘亚涛 沈敏泉 刘伟增 《全球能源互联网》 2018年第1期56-64,共9页
针对现有的半桥型MMC难以应对直流故障,阻断型MMC直流故障时需要闭锁换流器的缺陷,提出了一种无闭锁柔性直流输电系统。实验展示了无闭锁柔直的直流故障无闭锁穿越、降直流电压运行、直流电压极性反转等能力,并进一步开展了无闭锁柔直... 针对现有的半桥型MMC难以应对直流故障,阻断型MMC直流故障时需要闭锁换流器的缺陷,提出了一种无闭锁柔性直流输电系统。实验展示了无闭锁柔直的直流故障无闭锁穿越、降直流电压运行、直流电压极性反转等能力,并进一步开展了无闭锁柔直互联传统柔直,以及无闭锁柔直串联构成阀组串联结构的实验研究。实验验证了无闭锁柔直优异的控制性能。 展开更多
关键词 模块多电平换流器 故障 高压输电 无闭锁柔
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