检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：马新喜山东理工大学

学位级别：硕士

混合型MMC存在器件损耗分布不均的问题,尤其是在逆变工况下,半桥子模块下部IGBT的损耗和热应力远高于其他器件,影响设备的可靠性,威胁系统运行安全。为此,本文提出一系列混合型MMC器件损耗分布优化控制策略,以降低半桥子模块下部IGBT的... 详细信息

混合型MMC存在器件损耗分布不均的问题,尤其是在逆变工况下,半桥子模块下部IGBT的损耗和热应力远高于其他器件,影响设备的可靠性,威胁系统运行安全。为此,本文提出一系列混合型MMC器件损耗分布优化控制策略,以降低半桥子模块下部IGBT的损耗,提高设备的可靠性,包括两种常规运行工况下和一种低直流电压运行工况下的器件损耗分布优化控制策略。首先,分析混合型MMC的器件损耗分布特性。推导混合型MMC器件损耗计算方法,对不同调制方式下各器件损耗进行全功率因数扫描计算,计算结果表明:单位功率因数逆变工况时的器件损耗分布最为不均衡,半桥子模块下部IGBT（以下简称T2）损耗远高于其他器件。而后利用MATLAB/Simulink和PLECS仿真软件搭建联合仿真模型,验证了损耗计算结果。然后,研究基于子模块电容电压调节的器件损耗优化方法。分析子模块电容电压对器件损耗的影响规律,明确降低子模块电容电压可降低半桥子模块T2管损耗,基于此提出半桥子模块电容降压的混合型MMC器件损耗分布优化控制策略。将桥臂子模块分为半桥模组和全桥模组,通过三次谐波电压注入及对桥臂输出电压的各次分量在两个模组间的差异化分配,最大限度减小半桥模组输出电压峰值,以充分降低半桥子模块电容电压,从而降低半桥子模块T2管损耗。其次,研究基于模组解耦控制的器件损耗优化方法。在传统均压算法中,全/半桥子模块的投切规律具有强耦合性,器件损耗难以改变,为此,提出模组解耦控制,可实现模组平均开关函数在一定范围内灵活调节。从器件损耗计算公式出发,推导半桥子模块T2管的通态损耗最低的模组平均开关函数,进一步结合开关损耗,确定不同调制方式下T2管总损耗最低的模组平均开关函数。与降低子模块电容电压的方法相比,基于模组解耦的混合型MMC器件损耗分布优化控制策略的控制略微复杂,但提升了损耗优化效果。再次,为提升全运行工况混合型MMC的可靠性,研究低直流电压运行工况的器件损耗优化方法。对全桥-半桥1:1混合型MMC的低直流电压运行区域进行分析,并计算工作于不同直流电压的混合型MMC器件损耗,发现低直流电压工况下半桥子模块T2管损耗仍远高于其他器件。以在恶劣天气情况时,直流侧电压降低为70%额定电压的典型工况为例,研究低直流电压工况下的器件损耗分布优化方法。设计模组平均开关函数,通过模组解耦的方法降低半桥子模块T2管通态损耗,在此基础上,降低半桥子模块电容电压以降低开关损耗,构成基于模组解耦与半桥子模块电容降压组合的优化控制策略,降低了低直流电压工况下T2管的总损耗。最后,通过小功率MMC实验平台对所提控制策略进行实验验证。在常规运行工况下完成三组实验进行对比,分别为传统控制策略、基于半桥子模块电容降压的器件损耗分布优化控制策略和基于模组解耦的器件损耗分布优化控制策略下的运行实验。在低直流电压运行工况下完成两组实验进行对比,分别为传统控制策略和基于模组解耦与半桥子模块电容降压组合的优化控制策略下的运行实验。实验结果进一步验证了所提三种优化控制策略的可行性。

关键词：混合型模块化多电平换流器器件损耗分布低子模块电容电压模组解耦控制低直流电压运行

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混合型MMC可修复系统可靠性和维修策略研究

混合型MMC可修复系统可靠性和维修策略研究

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作者：张瀛欣山东大学

学位级别：硕士

目前柔性直流输电技术在电力传输中得到广泛应用,使多端系统电压等级和容量均得到大幅度提升,同时直流电网运行控制技术也日臻成熟。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC))作为其关键设备得到了广泛关注。由于在实际... 详细信息

目前柔性直流输电技术在电力传输中得到广泛应用,使多端系统电压等级和容量均得到大幅度提升,同时直流电网运行控制技术也日臻成熟。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC))作为其关键设备得到了广泛关注。由于在实际工程运行中易发生直流侧短路故障,同时运行环境恶劣导致系统为了保障安全需要降压运行,因此包含半桥子模块(Half Bridge Sub-module,HBSM)和全桥子模块(FullBridge Sub-module,FBSM)两种拓扑结构的混合型MMC由于其可实现降压运行和隔离直流故障的功能被广泛应用。混合型MMC的功能对于其子模块配置比例具有一定要求,实际运行出现直流故障时,不同模块比例产生的影响具有其研究意义。因此研究考虑直流故障穿越等能力时子模块的配置策略,以不同方法分析混合型MMC的可靠性,研究维修策略和配置最优冗余的措施对于保证直流电网稳定运行具有重要的实际工程意义。首先推导了混合型MMC具备降压直流运行、直流故障穿越、电容电压平衡能力时需要满足的临界模块比例。针对严重直流侧双极短路故障情况,研究了混合型MMC满足额定模块临界比例时,系统闭锁后混合型MMC中输出电流、电压的变化趋势。然后分析了当混合型MMC中FBSM 比例发生变化时,系统闭锁后FBSM电容电压值的变化情况以及对于改善直流故障清除能力的影响。其次,在选择合适的额定模块比例后,由于蒙特卡洛抽样法在计算可靠性时可以应对元件故障率的多种表达要求,具有泛用性。推导在计算混合型MMC时蒙特卡洛抽样法的理论表达方式，与解析法的可靠性计算结果对比,验证可靠性逻辑表达方式的正确性。然后通过分析运行时间、冗余FBSM比例和可靠性之间的关系总结子模块冗余配比对于可靠性的影响。由于受到运行时间的影响,公根据某一时间下不同冗余比例对于可靠性的影响来选取冗余配比具有一定的局限性。因此根据维修策略建立维修模型,以不同优化目标作为选取最优FBSM冗余配比的依据更为合理。最后,通过分析混合型MMC由于不同模块失效导致的各种故障情况,利用蒙特卡洛方法建立了故障情况的逻辑表达,计算可靠性的相关参数作为维修模型的中间数据。以定时更换策略和定寿更换策略为基础,考虑维修中的检修、维护、更换模块相关费用和占用时间等因素,建立了以单位时间最小运行费用和不可用度为优化目标的维修模型,以不同的优化目标选择相应的最优维修间隔。通过计算在定时更换策略下故障率的改变对于最优维修间隔和优化目标函数的影响,验证了在不同运行环境或工况下灵活选取维修间隔的必要性;在定寿更换策略下分析了不同冗余配比对于最优维修间隔和目标函数的影响,进而根据经济性或可用性的需求选择合适的冗余配置。通过算例分析,验证了维修模型建立的有效性和必要性。

关键词：混合型模块化多电平换流器直流故障穿越可靠性维修方式冗余配比

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特高压混合直流输电系统线路故障清除策略研究

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湖北电力 2020年第6期44卷 8-17页

作者：鲁江董云龙杨建明俞翔田杰南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

在特高压直流工程中,对于特高压混合直流输电系统,直流架空线路故障的清除对于系统的稳定运行起着至关重要的作用,而柔直站对线路故障的处理是其中的关键。首先阐述了特高压混合直流系统线路故障清除所采用的方式及需解决的关键问题;然... 详细信息

在特高压直流工程中,对于特高压混合直流输电系统,直流架空线路故障的清除对于系统的稳定运行起着至关重要的作用,而柔直站对线路故障的处理是其中的关键。首先阐述了特高压混合直流系统线路故障清除所采用的方式及需解决的关键问题;然后结合特高压混合直流系统的线路故障等效回路及特性分析,提出了基于主动限流的直流线路故障自适应清除策略及实现方案,该方案可实现不同类型线路故障有效清除、高低压换流器直流电压均衡以及子模块电容电压稳定等关键目标;最后通过实时数字仿真平台试验验证了所提策略的有效性。

关键词：特高压混合直流混合型模块化多电平换流器直流线路故障线路保护换流器串联

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特高压混合直流输电系统整流侧交流故障控制策略

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湖北电力 2020年第3期44卷 1-8,59页

作者：鲁江董云龙卢宇张庆武田杰南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

在特高压直流工程中,逆变站采用模块化多电平换流器(MMC)、整流站沿用电网换相换流器(LCC)构成特高压混合直流输电系统是解决受端交流电网多直流馈入问题、提高电网安全稳定性的一种有效方案。首先对特高压混合直流输电系统拓扑结构、... 详细信息

在特高压直流工程中,逆变站采用模块化多电平换流器(MMC)、整流站沿用电网换相换流器(LCC)构成特高压混合直流输电系统是解决受端交流电网多直流馈入问题、提高电网安全稳定性的一种有效方案。首先对特高压混合直流输电系统拓扑结构、基本控制模式以及整流侧交流故障时功率快速下降问题进行了阐述。然后在分析混合型MMC换流器串联控制特性的基础上,提出了基于直流调制度的交流故障控制策略,该策略通过在整流侧交流故障期间同步调整逆变站串联换流器直流调制度,维持直流电流的稳定并减小直流传输功率下降幅度,降低故障对交流系统的冲击。最后通过RTDS实时数字仿真试验平台验证了所提策略的有效性。

关键词：特高压直流混合直流输电混合型模块化多电平换流器串联换流器

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基于LCC和混合型MMC的混合直流输电系统控制策略

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广东电力 2018年第9期31卷 13-25页

作者：徐雨哲徐政张哲任肖亮陆翌李继红裘鹏浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007

混合直流输电系统应用于远距离大容量输电时,存在直流侧故障自清除问题和送端交流系统故障后的功率续传问题,这两个关键问题的一种解决方案是采用整流站使用电网换相换流器、逆变站使用混合型模块化多电平换流器(modular multilevel con... 详细信息

混合直流输电系统应用于远距离大容量输电时,存在直流侧故障自清除问题和送端交流系统故障后的功率续传问题,这两个关键问题的一种解决方案是采用整流站使用电网换相换流器、逆变站使用混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的混合直流输电系统。为此首先分析混合型MMC的运行原理,及直流运行范围与子模块配比之间的关系;然后设计两种混合直流输电系统的控制策略,并介绍闭锁处理和无闭锁故障穿越两种可行的直流故障处理方法;最后在PSCAD/EMTDC中搭建双极混合直流输电系统,对比分析不同控制策略和直流故障处理方法的响应特性。仿真结果表明,所设计的混合直流输电系统控制策略能够有效地处理直流侧故障和送端交流系统故障。

关键词：混合型模块化多电平换流器混合直流输电直流故障清除子模块配比降压运行

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基于混合子模块柔直换流阀的海上风电并网系统优化启动策略

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电工技术 2024年第2期 79-82页

作者：刘承鑫庄凯谢建峰顾亦超重庆科技学院重庆401331

近年来由一定比例的半桥子模块(HBSM)和全桥子模块(FBSM)组成的混合型换流阀被大量应用于海上风电柔性直流输电系统,使其具有直流故障穿越能力。在基于混合型模块化多电平换流器(H-MMC)的海上风电柔直并网系统中,快速、有效的预充电是... 详细信息

近年来由一定比例的半桥子模块(HBSM)和全桥子模块(FBSM)组成的混合型换流阀被大量应用于海上风电柔性直流输电系统,使其具有直流故障穿越能力。在基于混合型模块化多电平换流器(H-MMC)的海上风电柔直并网系统中,快速、有效的预充电是整个系统正常启动的基础。由于全桥子模块和半桥子模块吸收电能的速度具有差异性,因此两类子模块在柔直系统启动过程中会出现分压不均的问题。通过分析两类子模块的充电机理,提出了一种利用均压调制系统的优化启动策略。该策略解决了海上风电柔直系统启动后子模块电压不一致的问题,并降低了海上风电柔直系统启动失败的风险。最后,基于所提出的策略在PSCAD/EMTDC仿真环境中对基于混合型MMC换流阀的海上风电柔直系统启动过程进行仿真,验证了优化启动策略的有效性。

关键词：混合型模块化多电平换流器换流阀启动策略海上风电柔直系统

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多端柔性直流混合型MMC启动充电过程策略分析

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电工技术 2020年第3期 11-14页

作者：石万里胡付有李晓霞吕习超超高压输电公司柳州局

对于高、低两个阀组串联的特高压多端柔性直流输电系统主接线方案,在多端直流系统正常启动及阀组在线投入时,对比论证交流侧充电、直流侧短接充电、直流侧充电等方式,分析各种充电方式的控制策略及可能遇到的问题,为实际工程不同运行方... 详细信息

对于高、低两个阀组串联的特高压多端柔性直流输电系统主接线方案,在多端直流系统正常启动及阀组在线投入时,对比论证交流侧充电、直流侧短接充电、直流侧充电等方式,分析各种充电方式的控制策略及可能遇到的问题,为实际工程不同运行方式下选择较为合理的启动充电方式提供借鉴。

关键词：多端柔性直流混合型模块化多电平换流器启动充电

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