摘要:

分析了基于箝位双子模块的MMC-HVDC正常自励起动过程,将起动过程分为两个基本阶段,即不控充电阶段和可控充电阶段.利用电路原理方法化简了不控充电阶段的系统等值电路,推导了最大充电电流与限流电阻之间的关系,并指出在该阶段由于二极管箝位作用电容无法充电至额定状态.设计了三种可控充电方法以对电容继续充电获取足够的能量,其中方法一利用直流电压控制器和调制均衡策略,而方法二和方法三则通过改变充电回路中等效内电势和等效电容实现电容完全充电.为充分发挥系统故障穿越能力,设计了直流侧暂时性和永久性故障后的系统自动再起动控制时序.在PSCAD/EMTDC中搭建两端有源的MMC-HVDC系统,仿真结果表明所提出的起动控制策略效果良好.

摘要:

针对当前已投入运行的高压直流(HVDC)输电工程中模块化多电平换流器(MMC)存在子模块数量较多、不具备阻断直流侧故障电流等问题,提出一种基于传统MMC拓扑结构的新型模块化多电平拓扑,其桥臂由2个子模块组串联构成,2个子模块组分别由半桥子模块和箝位双子模块串联组成,降低稳态运行损耗和元器件使用数量;阐述该新型拓扑的基本参数选取原则及上、下2组子模块的协调投切过程;针对新型MMC拓扑,采用相应的模型预测控制策略.最后,通过实验进行验证.研究结果表明:新型拓扑不仅具备阻断直流侧故障电流能力,而且在子模块数量相同时,输出电平数增多,交流电压输出波形更接近正弦波.

摘要:

在充分借鉴传统直流输电工程结线方式的基础上,提出了一种适用于架空线路输电的新型双极模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统拓扑.该拓扑中换流器采用基于箝位双子模块的改进型模块化多电平换流器(MMC),接地极线从上下2个换流器串联构成的双极结构中间引出.重点分析了换流器在故障条件下的等值电路和直流闭锁机理,并设计了直流侧故障后的详细控制策略,并用PSCAD/EMTDC仿真软件验证了该系统拓扑的有效性和可行性.结果表明:双极拓扑具有运行方式灵活、系统可靠性高等优点；由于二极管反向阻断和箝位作用,换流器在封锁所有绝缘栅双极型晶体管(IGBT)触发脉冲后数ms内就能实现直流闭锁,因此无需交流断路器动作,仅依靠换流器自身动作就能抑制短路电流；所设计的控制时序可有效处理直流侧的故障,并在暂时性故障下帮助系统迅速重启动,减少系统停运时间.

摘要:

采用基于箝位双子模块(clamp double sub-module， CDSM)的模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)，是MMC-HVDC实现直流故障快速自清除的理想选择之一。首先研究箝位双子模块正常和闭锁工作模式；然后分析闭锁前后故障等值电路和故障电流特性，指出利用二极管阻断特性和模块电容所提供的足够大的反电势能够实现直流闭锁；最后，提出两点改进措施：1）桥臂由半桥子模块和箝位双子模块混合而成，降低了稳态运行损耗和半导体器件数量；2）在子模块内部箝位二极管处串联阻尼电阻，以加快闭锁期间能量耗散和降低电容电压增高幅值。PSCAD/EMTDC 仿真结果验证了所提出的改进拓扑结构方案的可行性和有效性。