提出一种基于模块化多电平结构的电气化铁路不断电过分相装置拓扑,该拓扑无需变压器,可直接接入27.5 k V等级的牵引供电系统。拓扑采用两相式结构,两个交流输出端子分别接于中性段与一条牵引供电臂,直流支撑电容支路的中点接在钢轨上。...提出一种基于模块化多电平结构的电气化铁路不断电过分相装置拓扑,该拓扑无需变压器,可直接接入27.5 k V等级的牵引供电系统。拓扑采用两相式结构,两个交流输出端子分别接于中性段与一条牵引供电臂,直流支撑电容支路的中点接在钢轨上。建立了所提出拓扑的数学模型,并与应用于直流输电领域的三相式模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)拓扑进行了比较,两相式MMC拓扑的公共直流电容电压中不仅包含直流分量,还包含工频基波分量。基波分量的大小与两相输出电流之和成正比,与电容容值成反比。设计了装置级控制策略,提出对上下桥臂电流都采用直接电流反馈的闭环控制方式,保证装置交流输出电流具有较好的波形。利用PSCAD仿真和样机实验验证了所提拓扑及控制策略的正确性和有效性。展开更多
在基于电压源型换流器的柔性高压直流输电(voltage sourced converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)场合,由半桥和全桥子模块构成的混合型模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)因具备直流短路故障自...在基于电压源型换流器的柔性高压直流输电(voltage sourced converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)场合,由半桥和全桥子模块构成的混合型模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)因具备直流短路故障自清除能力,引起了广泛的研究。而大容量MMC子模块电容的质量、体积大,成本较高,逐渐成为其取得更广泛应用的限制因素。分析并建立了混合型MMC子模块电容电压基频纹波系数与桥臂负电压以及功率因数之间的函数关系。根据该函数,提出一种混合型MMC的参数设计方法使子模块电容最小,在提高MMC功率密度的同时降低了子模块的成本和体积。同时,对比传统的桥臂参考电压始终为正的混合型MMC,在直流电压和桥臂电流有效值相等的情况下,建立了桥臂参考电压存在负电压的混合型MMC的功率传输特性函数,并求出了函数的最优解。最后,通过±160 kV混合型MMC的对比仿真验证了所提设计方法的正确性和有效性。展开更多
建立模块化多电平变流器(modular multilevelconverters,MMC)的电磁暂态数学模型以及采用MMC为变流器的高压直流输电系统(high voltage direct current,HVDC)直流侧电压的动态数学模型。在此基础上,分析HVDC系统的直流侧电压动态特性,给...建立模块化多电平变流器(modular multilevelconverters,MMC)的电磁暂态数学模型以及采用MMC为变流器的高压直流输电系统(high voltage direct current,HVDC)直流侧电压的动态数学模型。在此基础上,分析HVDC系统的直流侧电压动态特性,给出HVDC控制器参数协调设计原则和算法。最后,基于PSCAD/EMTDC的数字仿真结果证明了所提出的HVDC控制系统参数协调设计原则和算法的正确性。展开更多
文摘提出一种基于模块化多电平结构的电气化铁路不断电过分相装置拓扑,该拓扑无需变压器,可直接接入27.5 k V等级的牵引供电系统。拓扑采用两相式结构,两个交流输出端子分别接于中性段与一条牵引供电臂,直流支撑电容支路的中点接在钢轨上。建立了所提出拓扑的数学模型,并与应用于直流输电领域的三相式模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)拓扑进行了比较,两相式MMC拓扑的公共直流电容电压中不仅包含直流分量,还包含工频基波分量。基波分量的大小与两相输出电流之和成正比,与电容容值成反比。设计了装置级控制策略,提出对上下桥臂电流都采用直接电流反馈的闭环控制方式,保证装置交流输出电流具有较好的波形。利用PSCAD仿真和样机实验验证了所提拓扑及控制策略的正确性和有效性。
文摘在基于电压源型换流器的柔性高压直流输电(voltage sourced converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)场合,由半桥和全桥子模块构成的混合型模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)因具备直流短路故障自清除能力,引起了广泛的研究。而大容量MMC子模块电容的质量、体积大,成本较高,逐渐成为其取得更广泛应用的限制因素。分析并建立了混合型MMC子模块电容电压基频纹波系数与桥臂负电压以及功率因数之间的函数关系。根据该函数,提出一种混合型MMC的参数设计方法使子模块电容最小,在提高MMC功率密度的同时降低了子模块的成本和体积。同时,对比传统的桥臂参考电压始终为正的混合型MMC,在直流电压和桥臂电流有效值相等的情况下,建立了桥臂参考电压存在负电压的混合型MMC的功率传输特性函数,并求出了函数的最优解。最后,通过±160 kV混合型MMC的对比仿真验证了所提设计方法的正确性和有效性。
文摘建立模块化多电平变流器(modular multilevelconverters,MMC)的电磁暂态数学模型以及采用MMC为变流器的高压直流输电系统(high voltage direct current,HVDC)直流侧电压的动态数学模型。在此基础上,分析HVDC系统的直流侧电压动态特性,给出HVDC控制器参数协调设计原则和算法。最后,基于PSCAD/EMTDC的数字仿真结果证明了所提出的HVDC控制系统参数协调设计原则和算法的正确性。
