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考虑桥臂多谐波耦合的模块化多电平换流器直流侧阻抗建模方法

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电网技术 2019年第7期43卷 2632-2640页

作者：许冬王璋陈东尹太元尹诗媛国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209 西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

提出了一种建立模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)直流侧小信号阻抗模型的方法,此方法基于谐波线性化原理,所建立的阻抗模型考虑了内部多谐波间的互相耦合作用以及不同控制环的影响,模型精确度高。首先,建立了考虑... 详细信息

提出了一种建立模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)直流侧小信号阻抗模型的方法,此方法基于谐波线性化原理,所建立的阻抗模型考虑了内部多谐波间的互相耦合作用以及不同控制环的影响,模型精确度高。首先,建立了考虑桥臂内部多谐波耦合的MMC稳态平均模型,并计算了桥臂内部稳态电气变量的各次谐波分量值;其次,采用谐波线性化原理推导出了考虑控制系统结构的MMC直流侧的小信号阻抗模型;然后,基于Matlab/Simulink建立了MMC直流侧阻抗时域仿真模型,仿真结果验证了所建立模型的精确性;最后,在上述基础上分析了控制方式对MMC直流侧频率阻抗特性的影响。

关键词：模块化多电平换流器阻抗模型柔性直流电网谐波线性化控制方式

基于零直流电压控制的混合型MMC-HVDC直流短路故障穿越策略

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电工技术学报 2019年第A1期34卷 343-351页

作者：尹太元王跃段国朝刘刚胡四全电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049 许继集团有限公司许昌461000

基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)短路故障穿越是柔性直流输电技术的重要研究内容。针对混合子模块型MMC-HVDC,提出了基于零直流电压控制的直流短路故障穿越策略,其中上、下桥臂独立控制策略能够在故障穿越过程中保证桥臂能... 详细信息

基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)短路故障穿越是柔性直流输电技术的重要研究内容。针对混合子模块型MMC-HVDC,提出了基于零直流电压控制的直流短路故障穿越策略,其中上、下桥臂独立控制策略能够在故障穿越过程中保证桥臂能量均衡,负压去游离策略大大提高了直流短路电流清除速度。仿真及实验证明了该策略的有效性,对比闭锁型故障穿越策略,该策略具有故障穿越过程中保持子模块均压、不间断MMC无功功率传输以及缩短MMC重启时间等优势。

关键词：模块化多电平换流器柔性直流故障穿越零直流电压控制

构建虚拟桥臂数学模型的MMC阀损耗快速计算方法研究

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电网技术 2019年第12期43卷 4509-4516页

作者：李探尹诗媛姚志陈东尹太元王璋国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 国网宁夏电科院宁夏回族自治区银川市750001

准确计算MMC阀损耗对柔性直流输电工程设计具有重要意义。目前计算MMC阀损耗的方法存在数学解析计算不准确或者需要运行电磁仿真而耗时过长的问题。提出了一种简化的MMC仿真模型:虚拟桥臂数学模型(virtualarm mathematical model,VAMM)... 详细信息

准确计算MMC阀损耗对柔性直流输电工程设计具有重要意义。目前计算MMC阀损耗的方法存在数学解析计算不准确或者需要运行电磁仿真而耗时过长的问题。提出了一种简化的MMC仿真模型:虚拟桥臂数学模型(virtualarm mathematical model,VAMM),基于此模型能够准确快速的计算出不同工况、不同调制及均压策略下的瞬时功率损耗。文章首先介绍了虚拟桥臂数学模型的基本结构,然后推导了MMC阀损耗计算的通用方法,并给出了基于VAMM的阀损耗计算步骤;其次通过与11电平的MMC详细开关仿真模型对比,验证了VAMM的准确性;之后以某柔直工程换流站作为算例,给出了瞬时功率损耗计算结果,并与使用传统数学解析计算方法得到的结果进行了对比;最后分析了不同工况下阀损耗的分布特性。

关键词：模块化多电平换流器阀损耗开关损耗通态损耗柔性直流输电

考虑内部谐波耦合特性的MMC小信号建模及稳定性分析

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电网技术 2019年第12期43卷 4495-4501页

作者：梅念尹诗媛魏争李珠玲尹太元王璋国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209 西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

提出了一种基于谐波状态空间(harmonic state-space,HSS)方程的模块化多电平换流器(modularmultilevel converter,MMC)小信号建模方法。这种建模方法考虑了MMC内部谐波(子模块电容电压波动和桥臂环流)的动态特性和相互耦合作用,具有较... 详细信息

提出了一种基于谐波状态空间(harmonic state-space,HSS)方程的模块化多电平换流器(modularmultilevel converter,MMC)小信号建模方法。这种建模方法考虑了MMC内部谐波(子模块电容电压波动和桥臂环流)的动态特性和相互耦合作用,具有较高的建模精度。并在此模型基础上,利用特征值分析方法对MMC系统的稳定性进行评估。最后,通过与Simulink/MATLAB仿真结果的对比,验证了小信号模型的准确性。同时分析了控制器参数对MMC系统稳定性的影响,可以提高控制系统的设计效率。

关键词：模块化多电平换流器(MMC) 小信号模型谐波状态空间(HSS) 稳定性分析建模

正负序电流环对柔直系统交流阻抗波动特性影响机理分析

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电力系统自动化 2022年第10期46卷 149-158页

作者：尹太元王跃王晓雷刘普李风漠孙杰电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 中原工学院电子信息学院河南省郑州市450007 郑州轻工业大学电气信息工程学院河南省郑州市450002

柔性直流输电系统广泛采用阻抗分析法研究其稳定性问题,模块化多电平换流器(MMC)的阻抗模型是应用该分析方法的基础。在实际工程中,正负序电流控制环和序分离算法是MMC控制系统的重要组成部分。研究表明,当采用基于延时对消的正负序分... 详细信息

柔性直流输电系统广泛采用阻抗分析法研究其稳定性问题,模块化多电平换流器(MMC)的阻抗模型是应用该分析方法的基础。在实际工程中,正负序电流控制环和序分离算法是MMC控制系统的重要组成部分。研究表明,当采用基于延时对消的正负序分离算法时,柔性直流输电系统的交流阻抗会出现规律性波动现象,但目前对该波动现象的机理研究尚不充分。首先,在考虑正负序电流控制环和序分离算法的前提下推导了MMC的详细阻抗模型,展现了阻抗波动现象,进而研究了正负序电流环控制器参数的不一致性对该波动特性的影响。其次,推导了MMC的简化阻抗模型并验证了利用该模型分析阻抗波动现象的合理性。基于该简化模型,从理论上分析了阻抗波动现象的产生机理,并从理论上研究了交流阻抗波动会随着正负序电流环控制器参数不一致性的增加而进一步加剧的影响机理。最后,通过实验验证了上述理论分析的正确性。

关键词：模块化多电平换流器正负序电流控制阻抗建模稳定性分析

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模块化多电平变流器直流短路故障电流计算

电网技术 2018年第7期42卷 2145-2152页

作者：段国朝王跃尹太元尹诗媛李广磊孙树敏西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710000 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250021

模块化多电平换流器直流侧发生短路故障后,等效放电电容计算对短路电流的计算十分重要,受控制系统的影响,等效放电电容难以确定。在一定的假设条件下,通过均值等效的方式得到等效放电电容的解析计算式,并且推导模块等效放电电容取得最大... 详细信息

模块化多电平换流器直流侧发生短路故障后,等效放电电容计算对短路电流的计算十分重要,受控制系统的影响,等效放电电容难以确定。在一定的假设条件下,通过均值等效的方式得到等效放电电容的解析计算式,并且推导模块等效放电电容取得最大值2C/N和最小值C/N的条件。在此基础上,得到影响等效放电电容的因素：调制比和短路时刻;进一步分析调制比和短路时刻对等效放电电容的影响规律。最后,基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,对本文得出的计算公式及结论进行仿真验证。

关键词：模块化多电平换流器直流短路电流计算等效放电电容计算

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基于Matlab自动代码生成的SVG研究

电力电子技术 2015年第7期49卷 47-49,58页

作者：王晓雷尹太元严攀中原工学院河南郑州450007

静止无功发生器(SVG)作为新一代无功补偿装置,得到了广泛的关注和研究。在此提出了基于Matlab自动代码生成的SVG开发方法,将Matlab/RTW工具与Simulink相结合,应用比例积分(PI)加重复控制的双环控制策略,自动从Simulink模型生成代码,且... 详细信息

静止无功发生器(SVG)作为新一代无功补偿装置,得到了广泛的关注和研究。在此提出了基于Matlab自动代码生成的SVG开发方法,将Matlab/RTW工具与Simulink相结合,应用比例积分(PI)加重复控制的双环控制策略,自动从Simulink模型生成代码,且自动建立可实时运行的程序。并通过对比仿真与实验波形,验证了基于Matlab自动代码生成的SVG设计的可行性与高效性。

关键词：静止无功发生器无功补偿装置自动代码生成

采用VSG策略的MMC阻抗建模及并网稳定性分析

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电源学报 2021年第6期19卷 30-41页

作者：孙杰尹太元王跃刘普王晓雷乐波西安交通大学电气工程学院西安710049 郑州轻工业大学电气与信息工程学院郑州450000 中原工学院电子信息学院郑州450007 国网经济技术研究院有限公司北京102209

随着分布式能源并网的增多,局部电网逐渐呈现出弱电网特性。虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)控制由于可以模拟同步发电机的特性,能够为弱电网提供惯性和阻尼支撑。采用谐波线性化方法对采用VSG控制策略的模块化多电... 详细信息

随着分布式能源并网的增多,局部电网逐渐呈现出弱电网特性。虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)控制由于可以模拟同步发电机的特性,能够为弱电网提供惯性和阻尼支撑。采用谐波线性化方法对采用VSG控制策略的模块化多电平换流器MMC(modular multi-level converter)进行阻抗建模。所得到的阻抗模型在低频段主要呈容性,在高频段主要呈感性,在复杂电力系统中,可能会与电网阻抗存在谐振点。分析了VSG主要控制参数对MMC阻抗的影响,发现有功-频率下垂系数、阻尼系数和虚拟转动惯量主要影响50 Hz附近的阻抗。根据阻抗稳定性判据对MMC并网系统进行稳定性分析,发现并网系统在中高频段有振荡的风险。

关键词：虚拟同步发电机模块化多电平换流器谐波线性化阻抗建模稳定性分析

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基于Matlab自动代码生成的APF研究

中原工学院学报 2016年第1期27卷 88-91页

作者：郭飞亚尹太元中原工学院郑州450007

针对传统有源电力滤波器(APF)开发周期长、系统算法设计与硬件实现脱节的弊病,提出了基于Matlab自动代码生成的有源电力滤波器开发方法。将Matlab/RTW工具与Simulink相结合,在建立APF数学模型的基础上,采用PI控制加重复控制策略,搭建Sim... 详细信息

针对传统有源电力滤波器(APF)开发周期长、系统算法设计与硬件实现脱节的弊病,提出了基于Matlab自动代码生成的有源电力滤波器开发方法。将Matlab/RTW工具与Simulink相结合,在建立APF数学模型的基础上,采用PI控制加重复控制策略,搭建Simulink仿真模型,从Simulink模型自动生成代码,并自动建立可实时运行的程序。对比仿真与实验波形,验证了基于Matlab自动代码生成的APF开发方案的可行性与高效性。

关键词：有源电力滤波器自动代码生成重复控制