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国家高技术研究发展计划(2013AA050105): 作品数：50 被引量：1,712H指数：26; 相关作者：赵成勇张建坡许建中陆翌裘鹏更多>>; 相关机构：华北电力大学（北京）华北电力大学国网智能电网研究院更多>>; 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>; 相关领域：电气工程电子电信更多>>

模块化多电平换流器子模块平均开关频率的精确控制方法被引量：14: 2016年; 在现有的基于电容电压排序的优化均压算法基础上,提出一种适用于模块化多电平换流器(MMC)的精确控制子模块开关频率的方法。通过引入双保持因子,避免绝缘栅双极型晶体管(IGBT)不必要的反复投切现象,从而在保证各子模块电容电压基本一致的前提下,有效地降低MMC子模块开关频率,减小开关损耗;在此基础上,设计了精确控制子模块开关频率的比例—积分(PI)控制器,能够在降低开关频率的同时精确地控制其大小,保证系统稳定运行和换流器的运行效率;最后,为证明所提出频率控制方法的有效性,在PSCAD/EMTDC中搭建了双端101电平MMC仿真模型,对所提出的方法进行了验证,仿真结果表明该方法可以在保证系统稳定运行的前提下,精确地控制子模块的开关频率,证明了所提出方法的正确性和有效性。; 郭裕群赵成勇许建中何智鹏傅闯周月宾; 关键词：模块化多电平换流器

MMC-HVDC子模块故障诊断与就地保护策略被引量：61: 2014年; 子模块故障是模块化多电平换流器高压直流输电(modular multi-level converter based HVDC,MMC-HVDC)常见故障之一,其迅速及时的诊断及可靠的就地保护是保证系统稳定运行的重要条件。针对MMC-HVDC的子模块故障诊断与保护问题,分析了子模块故障特性,基于故障特性分析,根据每个控制周期内电容电压增量的理论值和实际值,提出一种子模块故障诊断判据来实现电容短路失效、IGBT开路以及桥臂直通短路等故障的诊断;提出一种排除法实现对续流二极管、电容开路失效或子模块内连接线开路等故障的诊断和定位。设计了冗余子模块"热备用"运行时的子模块就地保护策略。基于PSCAD/EMTDC搭建了双端21电平MMC-HVDC系统,仿真结果表明,所提出的策略能快速实现子模块故障的诊断并进行可靠的就地保护,保证系统的稳定运行。; 李探赵成勇李路遥张帆翟晓萌; 关键词：模块化多电平换流器冗余配置

IGBT模块电气模型及实时仿真研究被引量：7: 2016年; IGBT模块中IGBT与二极管各自详细暂态电气特性及相互影响少有研究,因此提出一种适于实时仿真的IGBT模块电气模型。模型采用机理推导、电气等效、曲线拟合等方法在PSCAD、SABER、SIMULINK等电路仿真平台建模并基于FPGA模型实时化,可以在纳秒级步长下模拟IGBT模块电压电流尖峰、拖尾电流、米勒平台等暂态电气特性。通过与SABER中通用模型仿真结果、实验实测波形对比分析以及搭建的FPGA实时仿真系统,验证了IGBT模块电气模型和参数提取方法的有效性,为进一步将模型应用于柔性直流输电系统仿真、电磁干扰及损耗分析、控制策略等研究打下了基础。; 徐延明赵成勇徐莹刘启建许建中周飞; 关键词：二极管电气模型实时仿真

极弱受端交流系统情况下利用STATCOM启动LCC-HVDC系统研究被引量：4: 2014年; 传统电网换相高压直流输电(LCC-HVDC)要求交流电网提供换相支撑,因此受端交流系统要有足够的强度。当受端系统为极弱交流系统时,LCC-HVDC系统的启动和运行就十分困难。将静止同步无功补偿器(STATCOM)接入LCC-HVDC逆变侧的交流母线,组成混合直流输电系统,来启动受端是极弱交流系统的LCC-HVDC系统。首先,搭建了由STATCOM和LCC-HVDC组成的混合直流输电系统的模型,设计了STATCOM和LCC-HVDC的控制策略,提出一种混合直流输电系统的启动控制方法。采用分步启动的方式,先启动STATCOM,然后启动LCC-HVDC系统,在启动时,STATCOM串联了限流电阻,并采用了基于DQ轴解耦的控制策略。LCC-HVDC系统则采用软启动的方式,启动过程中逐渐增大电流调节器整定值至额定值,直到系统完全切换为正常运行时的控制策略,启动结束。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该启动控制方法的可行性和有效性。; 李丹倪俊强赵成勇郭春义; 关键词：启动控制 STATCOM

级联两电平换流器CTLC的建模和快速仿真方法被引量：3: 2015年; 级联两电平换流器CTLC(cascaded two level converter)是由ABB公司提出的一种类似于模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的拓扑,它继承了MMC的优良特性,同时大幅降低了控制器复杂度,节约了投资。然而,尚未见文献报道CTLC的建模和快速仿真方法及其换流器内部故障仿真方法。首先介绍了CTLC的拓扑、基本原理及适合于CTLC的载波移相调制均压策略;其次重点针对CTLC中的谐振滤波器展开研究,对比分析了不同参数下滤波性能的差异。进而基于戴维南等效原理,搭建了包含CTLC拓扑及调制均压策略的整体电磁暂态快速仿真模型。最后,提出了一种CTLC阀内故障的仿真方法,可以精确仿真开关器件的短路和断路故障。在PSCAD/EMTDC中搭建的双端49电平CTLC-HVDC仿真模型,验证了所提出建模及故障仿真方法的有效性。; 许建中赵成勇姬煜轲熊岩; 关键词：载波移相谐振滤波器

超大规模MMC电磁暂态仿真提速模型被引量：65: 2013年; 针对超大规模模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based HVDC,MMC-HVDC)在诸如PSCAD/EMTDC、MATLAB等电磁暂态仿真环境中仿真速度极慢问题,基于节点电压分析法,提出超大规模MMC电磁暂态仿真提速模型。所提出模型本质为将MMC在计算过程中的超大规模矩阵分解为相应数目的小矩阵,在与原有矩阵同解以保证仿真精度的前提下,仿真速度显著提升。所提出的模型具有极强的通用性,且可以进行开关器件级别的故障研究。在PSCAD/EMTDC中搭建的不同电平数MMC验证了提速模型的仿真精度及提速效果。; 许建中赵成勇刘文静; 关键词：子模块电磁暂态仿真

新型模块化高压大功率DC-DC变换器被引量：55: 2014年; 针对高压大功率场合下的直流电压变换需求,提出了一种新型模块化DC-DC变换器。该变换器开关频率低、损耗小,内部无线圈,结构简单,采用模块化设计易于扩展,且控制方式简单,适用于电压等级高、传输容量大的直流输电场合。分别设计了单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器,阐述了2种变换器拓扑结构、工作原理以及控制方式,并通过对比介绍了新型变换器的优势。PSCAD/EMTDC环境下的仿真实验表明,新型DC-DC变换器可以很好地实现直流变压功能,直流电压电流波形理想。; 赵成勇李路遥翟晓萌黄晓明陆翌裘鹏; 关键词：DC-DC变换器拓扑结构高压直流输电

全桥型MMC用于直流融冰时的控制策略研究被引量：2: 2016年; 冰灾的频繁发生使得直流融冰装置已经成为易覆冰地区电网中的常规设备。现有直流融冰装置采用了晶闸管可控整流技术,在运行中均会消耗一定的无功、产生特征次谐波,对接入交流系统带来一定影响。全桥型模块化多电平换流器具有直流电压、电流双向运行能力,可满足直流融冰对换流器运行工况的要求。将研究基于全桥型模块化多电平换流器(全桥型MMC)的直流融冰装置建模方法。对直流融冰装置主回路拓扑、参数,调制均压、控制策略进行全面研究;充分利用全桥型子模块(FBSM)可输出正、零、负模块电压的特点,研究如何实现输出电流、电压宽范围连续可调,以满足不同类型、长度线路的融冰需求;最后利用PSCAD搭建了全桥型MMC和LCC型直流融冰装置模型,并对二者进行对比分析,验证了全桥型MMC直流融冰装置的优势。仿真结果验证了模型控制和方法的有效性。; 郭裕群许建中赵成勇; 关键词：直流融冰 LCC 电压谐波连续可调

基于MMC离散数学模型的MMC-HVDC系统直流电压控制被引量：13: 2013年; 在模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中,针对阀控层的直流电压控制,在载波移相调制方式的基础上,提出了改进型子模块电容电压均衡控制方法,以降低开关器件的开关频率。针对极控层的直流电压控制,推导了稳态时MMC电流离散数学模型,设计了电流内环离散控制器,实现了系统直流电压控制和功率解耦控制。为抑制由交流系统故障引起的直流电压波动,提出了含直流电压控制环节的外环有功功率控制器,以提高系统的持续运行能力。算例仿真结果验证了所提方法的有效性。; 蔡新红赵成勇庞辉林畅; 关键词：模块化多电平换流器高压直流输电直流电压控制电容电压平衡

基于MMC欧拉—拉格朗日模型的HVDC不对称故障控制被引量：12: 2013年; 基于模块化多电平换流器(MMC)的稳态数学模型,建立了MMC离散化数学模型,并基于模型设计了MMC电流内环离散控制器。针对MMC直流输电故障时系统中存在的负序电流,提出了基于MMC欧拉—拉格朗日模型的正负序无源控制器。为保证故障时系统仍能安全传输指定的有功功率,采用了故障时的有功功率控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC环境下搭建了21电平模块化多电平换流器型高压直流(MMC-HVDC)输电系统仿真模型。仿真结果表明,所述控制策略在稳态和暂态过程中具有良好的控制效果,且结构简单,对实际工程具有一定的参考价值。; 蔡新红赵成勇庞辉林畅; 关键词：高压直流输电模块化多电平换流器不对称故障无源控制

国家高技术研究发展计划(2013AA050105)

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