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Research on System Architecture of Novel Universal Integrated Control and Protection Platform for Converter Stations 被引量:1
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作者 HU Jing ZHAO Chengyong +3 位作者 ZHAO Guoliang ZHOU Fei WANG Jing CAI Xinhong 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第22期I0018-I0018,共1页
关键词 保护系统 集成控制 高压直流输电工程 换流站 架构 平台 通用 HVDC
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基于故障主动控制的海上风电交流汇集线路时域距离保护 被引量:3
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作者 郑涛 章若竹 +1 位作者 吕文轩 刘森 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期122-138,共17页
海上风机通过电缆线路与海上模块化多电平换流器(MMC)相连接,构成海上风电交流汇集系统。由于海上风电交流汇集线路双端均为电力电子设备,基于双端通信的差动保护存在一定风险;其短路电流幅值受限、相位受控且具有大量谐波分量,基于工... 海上风机通过电缆线路与海上模块化多电平换流器(MMC)相连接,构成海上风电交流汇集系统。由于海上风电交流汇集线路双端均为电力电子设备,基于双端通信的差动保护存在一定风险;其短路电流幅值受限、相位受控且具有大量谐波分量,基于工频量的距离保护可靠性较低。鉴于此,该文提出一种故障主动控制下计及分布电容影响的时域距离保护方案。首先,提出降压限流控制策略,以避免海上MMC换流器在严重故障下的误闭锁;其次,为放大海上换流器故障特征并解决双端故障电流的相位差异导致单端距离保护性能下降的问题,利用海上MMC换流器的故障主动控制能力,通过锁相环调制特定频率的负序故障分量,该特定频率分量仅存在于换流器与故障点之间,从而避免了风机故障电流的影响;再次,充分考虑电缆分布电容的影响,基于线路π型模型推导故障微分方程,结合最小二乘法求解故障距离,并构造保护判据;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提方案的可行性及有效性。 展开更多
关键词 海上风电交流汇集线路 单端量保护 时域距离保护 线路分布电容 换流器故障主动控制
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基于控保协同的柔性低频输电系统电流差动保护性能提升方案 被引量:1
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作者 郑涛 康恒 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期2162-2177,共16页
低频输电是一种兼具传统交直流输电技术优势的新型输电技术,在海上风电送出、城市电网柔性互联等场景具有良好的应用前景。当柔性低频输电系统低频线路不对称故障时,模块化多电平矩阵变换器(M3C)通常采用故障控制策略实现相应的控制目标... 低频输电是一种兼具传统交直流输电技术优势的新型输电技术,在海上风电送出、城市电网柔性互联等场景具有良好的应用前景。当柔性低频输电系统低频线路不对称故障时,模块化多电平矩阵变换器(M3C)通常采用故障控制策略实现相应的控制目标,使得故障电流的特征受到影响,进而影响线路保护的性能。该文首先分析了M3C电容电压不均衡原因,针对电容电压均衡控制限制M3C负序电流自由度问题,采用一种基于环流控制的电容电压均衡策略,实现了M3C电容电压均衡控制与负序电流控制相互解耦;其次,基于电流差动保护动作特性,提出一种基于控保协同的柔性低频输电系统保护性能提升方案。该方案以提升电流差动保护的性能为目标,综合M3C故障控制策略确定负序电流控制方案,并结合M3C桥臂过电流问题选取负序电流参考值;最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了相应的柔性低频输电系统仿真模型,通过大量的仿真实验,验证了所提方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 柔性低频输电系统 模块化多电平矩阵变换器 负序电流控制 电容电压均衡 电流差动保护
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基于负序控制特性差异的柔性低频输电线路采样值电流积聚量保护
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作者 王书扬 周泽昕 +3 位作者 杨国生 曹虹 陆翌 宋勇辉 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6625-6637,I0003,共14页
模块化多电平矩阵变换器(modularmultilevelmatrix converter, M3C)海上风电低频输电系统(lowfrequency transmission system,LFTS)面临双端电源弱馈及频率降低双重作用导致送出线路差动保护灵敏性、速动性不足的问题。针对以上问题,该... 模块化多电平矩阵变换器(modularmultilevelmatrix converter, M3C)海上风电低频输电系统(lowfrequency transmission system,LFTS)面临双端电源弱馈及频率降低双重作用导致送出线路差动保护灵敏性、速动性不足的问题。针对以上问题,该文针对M3C及风机变流器的控制特性,分析送出线路不同类型故障时各序电流的耦合关系,验证区内故障线路两侧短路负序电流幅值存在差异,基于该特征提出基于负序控制特性差异的柔性低频输电线路采样值电流积聚量保护新原理。新原理可在柔性低频送出线路发生不同类型故障时,利用积聚运算快速放大两侧负序电流差异特征,大幅提高线路保护动作速度,在区外故障时可靠不动作。最后,在PSCAD中搭建风电场经M3C送出系统的电磁暂态模型,结合现场实际故障录波,验证所提保护方法的动作性能,结果表明,所提保护能够快速识别区内外不同种类故障,区内出口金属性短路故障识别时间小于3 ms,且具有最高耐受200Ω的过渡电阻的动作性能。 展开更多
关键词 模块化多电平矩阵变换器 柔性低频输电 海上风电 控制特性差异 采样值电流积聚量 线路保护
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对称故障下变流器控制对差动保护影响及优化策略 被引量:5
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作者 黄涛 谢华 +1 位作者 徐晓春 赵青春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期5063-5072,I0004,共11页
变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变... 变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变并不断旋转的变化特征。受故障回路阻抗约束,变流器输出短路电流相位与网侧电压相位同步变化,造成并网线路差动保护性能严重下降。基于变流器网侧电压相位变化机理,从电流控制目标与锁相环控制两个维度,提出兼顾保护需求和供电需求的变流器控制优化策略。仿真结果表明,并网线路对称故障时所提策略能有效抑制两侧电流相位差,显著提升了差动保护动作性能。 展开更多
关键词 变流器 差动保护 相位受控 控制目标 锁相环
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基于MMC主动限流的VSC-HVDC双极短路故障控保协同策略 被引量:3
6
作者 刘思奇 胡鹏飞 +1 位作者 王栋 江道灼 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期192-202,共11页
直流故障保护是柔性直流输电系统发展面临的主要挑战之一,利用模块化多电平换流器(MMC)的灵活控制实现限流已成为当前研究的热点。MMC的主动限流降低了故障电流变化率和故障电流幅值,易引起故障判断以及保护选择困难。文中以对称单极接... 直流故障保护是柔性直流输电系统发展面临的主要挑战之一,利用模块化多电平换流器(MMC)的灵活控制实现限流已成为当前研究的热点。MMC的主动限流降低了故障电流变化率和故障电流幅值,易引起故障判断以及保护选择困难。文中以对称单极接线的柔性直流系统为研究对象,采用控保协同思想,将主动限流控制与故障识别相结合,提出了基于主动限流因子的故障区域识别与区分方法实现双极短路故障的区域识别与切除。首先,通过在MMC电流内环控制器中附加故障电流目标预设控制器,在故障发生后可快速跟踪故障电流的变化,自适应地调整MMC输出的直流电压将故障电流控制在预设目标参考值附近;其次,根据不同故障位置时故障电流目标预设控制器输出的限流因子快速确定故障区域。最后,在PSCAD/EMTDC中对四端柔性直流输电系统的不同故障场景进行了仿真分析,验证了所提控保协同策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 柔性直流输电 模块化多电平换流器 故障电流限制 控保协同 短路故障
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特高压直流输电工程控制保护系统的初步方案 被引量:86
7
作者 石岩 韩伟 +1 位作者 张民 王庆 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期11-15,21,共6页
结合特高压直流输电工程的主回路接线特点,分析了特高压直流控制保护系统与常规直流的不同之处以及特殊要求,并对控制保护系统的整体结构、控制策略、分层及冗余、控制功能的分配及保护配置等进行了全面分析和研究,提出了可能的特高压... 结合特高压直流输电工程的主回路接线特点,分析了特高压直流控制保护系统与常规直流的不同之处以及特殊要求,并对控制保护系统的整体结构、控制策略、分层及冗余、控制功能的分配及保护配置等进行了全面分析和研究,提出了可能的特高压直流控制保护系统的整体方案。 展开更多
关键词 特高压直流输电 控制保护系统 换流器
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换流阀阀基电子设备丢脉冲保护与控制的研究 被引量:12
8
作者 周亮 汤广福 +1 位作者 郝长城 杨明武 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期222-226,共5页
提出了一种避免因换流阀阀基电子设备触发脉冲丢失而造成控制保护系统(control and protection,CCP)误动作的控制策略。该策略的核心是同时算法设计,在控制保护系统经过以太网向门级单元(gate unit,GU)发出的触发信号出现脉冲丢失的情况... 提出了一种避免因换流阀阀基电子设备触发脉冲丢失而造成控制保护系统(control and protection,CCP)误动作的控制策略。该策略的核心是同时算法设计,在控制保护系统经过以太网向门级单元(gate unit,GU)发出的触发信号出现脉冲丢失的情况下,VBE检测到回报信号后不做任何处理,根据运行经验和数理统计得出,当检测到连续丢4个周波(80 ms)的脉冲时才向控制保护系统发送请求切换系统信号。基于这种控制策略设计的阀基电子系统已经在实时数字仿真器联调试验中应用,试验结果表明,这种控制策略有效消除了现有保护方法产生的危险现象,避免了系统误动作的概率。 展开更多
关键词 换流阀 阀基本电子设备 控制保护系统 触发系统 丢脉冲保护
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考虑直流控制的换流器交流侧故障及其保护动作行为分析 被引量:18
9
作者 韩昆仑 蔡泽祥 +1 位作者 李佳曼 李晓华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2531-2540,共10页
直流输电系统换流器交流侧故障时,换流器保护对交流侧故障的保护边界不明确,换流器保护与故障间的对应关系也不明确。为进一步明确换流器保护响应与交流侧故障间的关系,在考虑直流系统控制作用以及换流器工作状态切换的基础上,建立了基... 直流输电系统换流器交流侧故障时,换流器保护对交流侧故障的保护边界不明确,换流器保护与故障间的对应关系也不明确。为进一步明确换流器保护响应与交流侧故障间的关系,在考虑直流系统控制作用以及换流器工作状态切换的基础上,建立了基于回路叠加的换流器故障分析电路,对交流侧故障时换流器各保护的动态响应特性进行了分析。在此基础上,采用基于实际参数的EMTDC模型对交流侧故障下换流器保护的动作行为进行了分析。分析表明:换流器差动保护可反映换流器交流侧的接地故障;阀短路保护可以反映其所在桥互感器阀侧的相间故障;阀组差动保护仅能反映D桥交流侧单相对地故障;桥差保护则反映的是其所在桥以外的另一桥互感器阀侧的相间短路故障。 展开更多
关键词 直流控制 换流器交流侧故障 换流器保护 故障类型 动态特性 保护动作行为
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高压直流换流站技术现状与发展 被引量:26
10
作者 赵中原 方志 +3 位作者 邱毓昌 王建生 于永明 马振军 《中国电力》 CSCD 北大核心 2002年第3期48-51,共4页
在介绍高压直流换流站技术现状基础上,从电力电子器件、有源滤波器、光电流传感器、控制和保护系统、接线方式等几方面,探讨换流站技术的发展趋势。
关键词 高压直流换流站 有源滤波器 光电流传感器 电压源换流器 输电线路
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峰值电流控制DC/DC变换器的恒值限流方法 被引量:22
11
作者 何亮 方宇 +1 位作者 李吉 邢岩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期86-89,105,共5页
讨论了峰值电流控制DC/DC变换器中的稳定性问题,分析了解决稳定性问题的斜坡补偿原理及实现方法,研究了斜坡补偿对开关管电流峰值限流保护点的影响,揭示了过流保护值随占空比减小而增大,且有损开关管安全工作。提出了同步补偿实现开关... 讨论了峰值电流控制DC/DC变换器中的稳定性问题,分析了解决稳定性问题的斜坡补偿原理及实现方法,研究了斜坡补偿对开关管电流峰值限流保护点的影响,揭示了过流保护值随占空比减小而增大,且有损开关管安全工作。提出了同步补偿实现开关管恒定峰值限流保护解决方案。并以UC3846控制的交错并联双管正激变换器为例进行了实验研究,给出了实现电路的设计原理和方法,验证了理论分析的正确性和可行性。 展开更多
关键词 DC/DC变换器 峰值电流控制 保护
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海上全直流型风电场的研究现状与未来发展 被引量:73
12
作者 蔡旭 施刚 +3 位作者 迟永宁 常怡然 杨仁忻 张占奎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期2036-2048,共13页
随着海上风电场的快速建设,经济有效的大规模海上风能汇聚和传输方式已被日益关注。为了使未来的海上风电场更好地采用高压直流输电并网,先进的直流变换和直流风机的概念被引入,以形成全直流型风电场。针对海上全直流型风电场4大关键科... 随着海上风电场的快速建设,经济有效的大规模海上风能汇聚和传输方式已被日益关注。为了使未来的海上风电场更好地采用高压直流输电并网,先进的直流变换和直流风机的概念被引入,以形成全直流型风电场。针对海上全直流型风电场4大关键科技问题的国内外研究现状进行梳理,包括:组网方式(有无升压站)与评价方法;关键设备(直流风电机组、海上升压站中直流变压器、岸上换流站和直流断路器)技术;运行与控制;故障与保护。结合以上关键技术的发展趋势,对未来海上全直流型风电场进行展望,并给出一种基于模块化多电平技术的推荐配置。 展开更多
关键词 海上 直流型风电场 组网方式 关键设备 运行控制 故障保护 模块化多电平变换器
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HVDC换流阀合成试验控制及保护系统设计与开发 被引量:12
13
作者 董云龙 方太勋 +1 位作者 卢宇 李海英 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第16期90-92,共3页
随着高压直流输电技术的发展,换流阀的额定容量大幅增长。传统的背靠背装置受装机容量限制,已很难适应试验需求。合成试验回路有独立的电压源和电流源,通过控制辅助阀的通断,为试验提供所需的电压和电流,是目前较好的替代方法。文中介... 随着高压直流输电技术的发展,换流阀的额定容量大幅增长。传统的背靠背装置受装机容量限制,已很难适应试验需求。合成试验回路有独立的电压源和电流源,通过控制辅助阀的通断,为试验提供所需的电压和电流,是目前较好的替代方法。文中介绍了合成试验控制及保护系统的硬件结构、工作原理及软件配置。动态模拟试验结果证明该系统能很好地实现各项试验要求。 展开更多
关键词 高压直流输电(HVDC) 换流阀 合成试验 控制及保护系统
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柔性直流输电系统控制保护方案 被引量:71
14
作者 梁少华 田杰 +2 位作者 曹冬明 董云龙 张建锋 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第15期59-65,共7页
在系统论述柔性直流输电系统的基本控制策略、上层控制功能和保护策略的基础上,提出了适合于柔性直流输电系统的控制保护功能配置方案以及控制保护与换流阀设备的接口方案。所述方案已在上海南汇柔性直流输电示范工程中得到了成功应用,... 在系统论述柔性直流输电系统的基本控制策略、上层控制功能和保护策略的基础上,提出了适合于柔性直流输电系统的控制保护功能配置方案以及控制保护与换流阀设备的接口方案。所述方案已在上海南汇柔性直流输电示范工程中得到了成功应用,很好地满足了柔性直流输电系统控制保护快速性、高性能的要求。 展开更多
关键词 柔性直流输电 控制保护 策略 功能配置 接口
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考虑直流控制系统影响的HVDC输电线路后备保护研究 被引量:24
15
作者 刘剑 范春菊 邰能灵 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期73-80,共8页
在考虑直流控制系统影响的情况下,详细分析了HVDC输电线路区内、区外的故障特征以及直流控制系统的动作特性和控制状态。引入并分析了基于开关函数的交直流系统二次谐波计算等值模型。通过分析故障期间换流器触发角和直流侧二次谐波量... 在考虑直流控制系统影响的情况下,详细分析了HVDC输电线路区内、区外的故障特征以及直流控制系统的动作特性和控制状态。引入并分析了基于开关函数的交直流系统二次谐波计算等值模型。通过分析故障期间换流器触发角和直流侧二次谐波量的变化特征,提出了一种新的以换流器触发角为保护动作量,利用二次谐波分量闭锁的直流线路后备保护方案,给出了保护整定的理论计算方法。与直流线路纵联差动保护相比,该保护不因直流电流波动影响而被闭锁,保护动作时间较快;与微分欠压保护相比,具有更高的抗过渡电阻能力。通过PSCAD/EMTDC大量仿真计算,验证了该保护能可靠区分直流线路区内、区外故障,与直流线路纵联差动保护和微分欠压保护相比具有明显的优越性。 展开更多
关键词 HVDC输电线路 直流控制系统 后备保护 换流器 触发角
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特高压直流输电线路融冰方案 被引量:21
16
作者 张庆武 吕鹏飞 王德林 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期38-42,共5页
针对输电线路覆冰严重影响特高压直流输电可靠性的问题,研究了特高压直流输电线路融冰的2种方案:预防性融冰方案和紧急融冰方案。预防性融冰方案是使特高压直流工程的2个极功率方向相反,可以在直流双极总功率很小的情况下实现较大的线... 针对输电线路覆冰严重影响特高压直流输电可靠性的问题,研究了特高压直流输电线路融冰的2种方案:预防性融冰方案和紧急融冰方案。预防性融冰方案是使特高压直流工程的2个极功率方向相反,可以在直流双极总功率很小的情况下实现较大的线路电流,防止线路覆冰形成;紧急融冰方案是将特高压直流换流器从串联接线方式转换为每站2个换流器并联运行,产生很大的融冰电流,可迅速融化已经形成的覆冰。文中提出了特高压直流工程紧急融冰方案的控制策略,即整流侧并联的2个换流器均处于定电流控制,逆变侧并联的2个换流器一个为定电流控制、另一个为定电压控制,逆变侧定电流换流器的电流参考值为线路电流测量值的一半,达到平均分配电流的目的,定电压状态的换流器控制整个极的直流电压。上述融冰方案的实施将大大降低覆冰对特高压直流输电系统可靠性的影响。 展开更多
关键词 融冰 特高压直流输电 控制策略 控制保护系统 换流器
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舟山多端柔性直流输电控制保护系统 被引量:57
17
作者 董云龙 凌卫家 +3 位作者 田杰 胡兆庆 李钢 卢宇 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期169-175,共7页
对多端柔性直流输电控制及保护系统的分层设计及其功能配置进行了描述。介绍了多端柔性直流输电系统中多站之间的协调控制功能,即当直流电压控制站失去直流电压控制功能后,通过设计的基于站间通信和直流电压偏差检测的自适应策略,可以... 对多端柔性直流输电控制及保护系统的分层设计及其功能配置进行了描述。介绍了多端柔性直流输电系统中多站之间的协调控制功能,即当直流电压控制站失去直流电压控制功能后,通过设计的基于站间通信和直流电压偏差检测的自适应策略,可以实现其余功率站的直流电压无偏差接管。介绍了工程采用的快速负序控制、直流侧主动充电以及在线联网转孤岛运行等控制功能设计。最后给出的部分现场试验结果证明了多端柔性直流输电控制保护系统可以很好地满足舟山五端柔性直流输电工程的需求。 展开更多
关键词 多端柔性直流输电 控制 电力系统保护 无源孤岛模式 模块化多电平换流器
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特高压直流工程阀控通用接口技术 被引量:5
18
作者 卢亚军 宋胜利 +1 位作者 肖鲲 李凤祁 《中国电力》 CSCD 北大核心 2017年第2期34-39,共6页
换流阀作为特高压直流工程的核心设备,阀控及其接口对保障直流系统安全运行发挥着重要作用。根据换流阀的控制原理,在总结现有特高压直流工程阀控特点基础上,开展了阀控与直流控制保护系统通用接口技术研究,从整体原则、接口信号设置和... 换流阀作为特高压直流工程的核心设备,阀控及其接口对保障直流系统安全运行发挥着重要作用。根据换流阀的控制原理,在总结现有特高压直流工程阀控特点基础上,开展了阀控与直流控制保护系统通用接口技术研究,从整体原则、接口信号设置和逻辑处理方面详细阐述了阀控通用接口技术方案,通过实时数字仿真对通用接口方案进行了试验验证,仿真结果证明了通用接口的合理性。研究结果对推动特高压直流工程阀控标准化设计、提高直流系统安全运行水平具有重要意义。 展开更多
关键词 特高压直流 阀控 直流控制保护系统 通用接口
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±500kV柔性直流阀段等效试验设计和控制 被引量:8
19
作者 李建春 胡兆庆 +2 位作者 殷冠贤 卢宇 李海英 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期84-89,共6页
对±500kV柔性直流多电平换流器桥臂的工作原理进行了分析,在对阀段稳态工况和直流侧短路工况的基本特征进行总结的基础上,基于稳态和短路状态下电压应力、电流应力和热应力的等效工作原理,设计了一种功率模块试验装置等效试验电路... 对±500kV柔性直流多电平换流器桥臂的工作原理进行了分析,在对阀段稳态工况和直流侧短路工况的基本特征进行总结的基础上,基于稳态和短路状态下电压应力、电流应力和热应力的等效工作原理,设计了一种功率模块试验装置等效试验电路,可满足不同功率等级的至少一个功率子模块在稳态工况和短路工况下的试验要求,针对该等效试验电路,在模型分析的基础上设计了满足试验要求的控制策略,以及设计了基于三层结构的阀段控制保护系统。搭建了一个五模块的2组阀段系统组成的2个桥臂,进行了相关的试验验证。试验结果表明,所提功率模块试验装置等效试验电路以及阀段控制保护系统能够满足试验要求,对多组阀段系统的控制方法是有效的。 展开更多
关键词 柔性直流输电 阀段 等效试验电路 控制策略 控制保护 模块化多电平换流器
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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
20
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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