具备故障电流阻断能力的改进型子模块及特性

实际工程中如何实现直流故障电流的阻断是基于模块化多电平换流器(multilevel modular converter,MMC)的柔性高压直流输电(flexible high voltage DC transmission based on MMC, MMC-HVDC)系统中亟需研究与解决的关键问题之一。在分析已提出的子模块拓扑的基础上提出一种带有双向开关的钳位双电容子模块(clamp double capacitor bidirectional switch sub-module, CDCBSSM),该子模块拥有双电容可以输出三个电平,发生故障时将电容反向串联进故障回路中,利用电容的反向电压在抑制故障电流的同时迫使钳位二极管处于偏置状态从而快速切断故障电流且闭锁后电容电压较为稳定。与其他子模块拓扑相比该子模块单位电容下所需功率器件的数量最少,具有良好的经济性。在MATLAB仿真平台上对该子模块的故障阻断特性进行验证,仿真结果证实该子模块在阻断直流故障电流方面的确有效且各功率器件的电压应力也和理论分析相吻合。     

应用于直流电网的直流断路器参数选取研究

混合式高压直流断路器所能承受的电流水平不仅反映了整个网络向故障点的馈能情况,同时也是其内部各开关器件承受能力的外在体现。直流电网的稳态潮流分布及故障时的电流变化情况则是高压直流断路器载流支路及主断路器支路参数选取的重要依据。本文以直流电网潮流分布为基础,考虑了直流电网可能存在的多种运行方式,分析了高压直流断路器承受的稳态电流水平,进而为其载流支路参数选取提供参考。同时,在基于半桥子模块结构的换流器故障机理分析的基础上,进一步研究了直流电网线路发生故障时的网络电流、换流器出口电流及换流器桥臂电流的变化情况,为高压直流断路器所需开断故障电流水平提供理论依据,并为高压直流断路器的主断路器支路参数及限流电感参数整定及其与换流站闭锁保护相互配合提供一定的参考。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建的四端环网模型上验证了所提方法的正确性。     

高压无弧直流断路器设计与仿真

针对传统强迫换流混合型直流断路器,高速机械开关在打开瞬间有较大的反向恢复电压、需要给预充电电容另加充电电源的问题,提出了一种基于一次自然换流和两次强迫换流的高压无弧直流断路器的拓扑结构.对无弧直流断路器的各个工作阶段的临界时刻进行等效数学模型的理论推导,并对其推导的正确性进行仿真分析.分析结果表明,采用文中提出的拓扑结构不但可以使机械开关无弧分断,而且分断速度较快.     

基于虚拟电容的直流输电系统连续换相失败抑制研究

为解决高压直流输电系统中连续换相失败对直流系统运行影响严重的问题,分析了直流输电系统换相失败产生的机理,引入虚拟电容的概念,以虚拟电容作为直流电压变化率检测的载体,反应故障期间及其恢复过程中的直流电压的动态特性,通过降低故障期间电流指令值及补偿直流电压来实现对直流输电系统连续换相失败的抑制作用。通过建立的直流输电系统电磁暂态模型验证了所提方法可有效抑制单相故障及三相故障情况下高压直流输电系统连续换相失败,加速故障后系统的恢复。     

SRFCL对高压断路器出线端短路时恢复电压的影响

为了使串联谐振式限流器(SRFCL)能在超高压电网中投入实际应用,通过原理分析、公式推导以及结合电磁暂态计算软件的仿真计算,研究了SRFCL故障电流限制器对高压断路器出线端短路时恢复电压的影响。结果表明:限流电感的端口等效电容对恢复电压上升率具有显著的影响作用。在500kV系统算例中,当限流电抗器的电感值为20mH、等效电容取2nF时,加入限流后恢复电压的上升率提高了12.35倍,第一参考电压提高了21.7%。恢复电压上升率的大幅提高将严重影响断路器的开断。     

SRFCL对高压断路器出线端短路时恢复电压的影响

为了使串联谐振式限流器(SRFCL)能在超高压电网中投入实际应用,通过原理分析、公式推导以及结合电磁暂态计算软件的仿真计算,研究了SRFCL故障电流限制器对高压断路器出线端短路时恢复电压的影响。结果表明:限流电感的端口等效电容对恢复电压上升率具有显著的影响作用。在500kV系统算例中,当限流电抗器的电感值为20mH、等效电容取2nF时,加入限流后恢复电压的上升率提高了12.35倍,第一参考电压提高了21.7%。恢复电压上升率的大幅提高将严重影响断路器的开断。     

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器(APF)时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡制约着系统补偿的性能.通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了2电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题.仿真实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果.     

单相自动重合闸永久性故障识别新方法研究

提出一种识别高压输电线路单相接地故障类型的新方法.高压输电线发生单相接地故障,两侧断路器完全开断后,从线路首端检测线路对地电流,瞬时性故障时为很小的本线路电容电流;永久性故障时为较大的电磁耦合电流.通过检测故障线路对地电流的大小实现短路故障类型的判断.该方法可有效识别单相接地短路故障类型,有一定耐过渡阻抗影响的能力,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于电流信息的三端环形直流配电网保护策略

针对三端环形直流配电网发生故障时故障电流上升快且幅值大而导致的区内外故障判别困难问题,提出了一种基于电流信息的保护策略。主保护提出在故障暂态下先闭锁换流器,停止各端电源功率传输,利用此时线路中故障电流的方向判别区内外故障;为了弥补主保护在换流器出现闭锁故障时拒动的缺陷,配备以故障电流突变量变化率极性为判据的后备保护,构成三端环形直流配电网的保护策略;在PSCAD/EMTDC环境中搭建三端环形直流配电网,在发生极间短路故障工况下进行仿真,仿真结果表明:保护策略中的主保护系统能有效判断故障线路,其他线路断路器不会误动;当主保护拒动时,后备保护启动,判别区内区外故障,保证配电网安全运行,从而验证了所提保护策略的有效性。     

海上风电经混合直流并网的控制策略

海上风电经混合高压直流输电系统并网,能有效融合传统高压直流及柔性直流输电系统的优点,具有广泛应用前景.分析整个系统的拓扑结构、推导相关数学模型,提出改进的协调控制策略.在PSCAD/EMTDC软件中构建相应模型,分析风速波动条件下风电场的风速跟踪性能、逆变侧故障状态下采用不同控制策略时系统的暂态特性.仿真结果表明:风电场输出的有功功率、无功功率能随风速的波动而变化,系统具有良好的风速跟踪能力;改进的控制策略能有效提升系统直流电压的稳定性、抑制有功功率的波动、降低故障带来的冲击、加快恢复系统的稳定状态,适用于海上风电并网.     

DC—DC变换器的设计

本文叙述了心电图机电源板中ＤＣ－ＤＣ电路和充电电路的成功设计     

电子电路的故障检测

检测电路故障的方法，应根据电路的简繁程度、装配方法、仪器设备的装备情况来决定。为方便检测电子电路的故障，简要介绍了常用方法，包括直接观察法、参数测试法、信号寻迹法、对分法、分割测试法、对比法、替代法及电容器旁路法。     

MMC-HVDC直流侧故障分析

针对MMC-HVDC经常出现且棘手的直流侧故障问题，分析了多电平模块化换流站（Modular Multilevel Conventer，MMC）的运行原理及工作特性，提出了采用子模块均压控制和相间环流抑制的适用于MMC的直流输电系统，并设计了相应的控制器；在MATLAB/SIMULINK环境下建立仿真模型，然后对MMC-HVDC直流侧单极接地、双极短路、断线故障仿真，仿真结果说明：所提出的控制策略能够保证系统在发生故障后维持稳定，提升了MMC-HVDC直流输电系统解决故障的能力；最后展望了更合适的故障保护措施及过电流抑制方法，对解决直流侧故障具有很重要的指导作用。     

一种新的电子设备故障知识获取平台

故障知识获取是基于知识的电路故障诊断方法的瓶颈问题,提出了建立电子设备故障知识获取平台的方案,采用了一些有效方法降低了仿真工作量,对主要的组成部分和功能进行了详细描述。该平台能够自动调用外部电路仿真软件对故障进行仿真,并从仿真结果中提取有用信息形成故障知识。     

双向激磁的Buck电路

针对单向激磁的Buck电路磁芯得不到充分利用的问题，提出一种采用双向激磁方式增加Buck电路磁芯中磁感应强度动态变化范围的方法，讨论了驱动信号交替方法电路的电压增益、占空比和电感临界值的计算公式，开关频率3．3kHz的试验结果为激磁电流由0．33A降到0．11A。     

直流电路工作点的稳定性

对直流电路工作点的稳定性进行了分析，说明如果一个电路有m个在结构上稳定的工作点，其中(m-1)／2个一定是不稳定的．给出了实例．     

一种矿用蓄电池式电力机车大功率DC-DC变换器

介绍了一种用于蓄电池式矿用电力机车交流传动系统的大功率DC DC变换器的主电路、控制电路及驱动电路的设计原理和设计方法。实验结果表明该变换器的设计合理、可靠。     

基于小波神经网络的伺服直流电机故障诊断

研究了直流电机反映潜在故障特征的参数选取方法,并在此基础上建立了基于小波分析方法和BP人工神经网络技术的特征参量-故障映射模型模型。通过诊断结果与实际数据的分析、对比,验证了所建立的故障诊断模型能有效地实现潜在故障征兆提取和故障映射功能。     

模拟线性电路故障定位

在文[1]的基础上,本文提出当可测点很少,不满足元件值可解的条件,利用网络导纳传输函数所对应的拓扑结构特点,进行故障定位的一种拓扑定位法。     

直流断线故障特性分析及一种基于控制的保护策略

随着"直流电网"概念的形成,传输距离的增长使得架空线成了构建直流传输网络的最佳选择。相较电缆线路,架空线故障率更高,更易发生断线故障。基于多端柔性直流环网拓扑结构,对直流网络中部分线路断开后换流站及相连线路的暂态特性进行了研究,阐述了故障后产生直流侧过电压以及非故障线路过电流的机理;以抑线路过电流水平、加快系统恢复速度为目的,提出改进后的电流控制器模型。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了四端环网模型,验证了提出的控制策略的有效性,能够明显的抑制线路过流峰值和加快直流网络恢复速度。