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基于二极管不控整流桥和MMC的新型大功率整流电路损耗特性研究

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电力电容器与无功补偿 2022年第2期43卷 105-111页

作者：张翀梁一桥李强先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京102209 浙江大学杭州310015

本文对由二极管不控整流桥和MMC(Modular multilevel converter)构成的新型大功率整流电路的损耗特性进行理论分析研究。首先,详细介绍该电路的拓扑结构及其两种不同工作模式,设计其控制策略并进行仿真验证。然后,理论分析推导了MMC子... 详细信息

本文对由二极管不控整流桥和MMC(Modular multilevel converter)构成的新型大功率整流电路的损耗特性进行理论分析研究。首先,详细介绍该电路的拓扑结构及其两种不同工作模式,设计其控制策略并进行仿真验证。然后,理论分析推导了MMC子模块中IGBT/Diode的开关损耗、通态损耗的计算表达式。最后,在PSCAD/EMTDC软件中搭建10kV系统仿真算例,对其子模块各个开关器件的开关损耗和通态损耗及总损耗进行定量分析。本文的研究为后续装置的散热系统设计提供了有力的理论依据。

关键词：二极管不控整流全桥MMC 通态损耗开关损耗

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基于T型三电平拓扑的新型电能质量补偿器

电力自动化设备 2020年第6期40卷 149-155页

作者：朱非白江道灼梁一桥浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

针对三相四线制配电系统,提出一种基于T型中点箝位型三电平逆变器技术的新型电能质量补偿器拓扑,并简要介绍了新型电能质量补偿器的工作原理。详细分析了新型电能质量补偿器逆变器直流侧电压波动的成因,以及采用传统三维空间矢量脉宽调... 详细信息

针对三相四线制配电系统,提出一种基于T型中点箝位型三电平逆变器技术的新型电能质量补偿器拓扑,并简要介绍了新型电能质量补偿器的工作原理。详细分析了新型电能质量补偿器逆变器直流侧电压波动的成因,以及采用传统三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)算法时系统侧出现不平衡电流和谐波分量的根本原因,并提出改进调制算法来解决该问题,即通过分别处理直流侧正、负极电压调制比,并按比例分配补偿时间进行中点平衡控制。在MATLAB/Simulink平台上的仿真结果表明,所提改进调制算法通过简单的控制策略,可同时实现无功补偿、谐波抑制及不平衡治理,且补偿效果良好。

关键词： T型中点箝位型三电平拓扑逆变器电能质量 3D-SVPWM 谐波分析补偿

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基于晶闸管换向的混合型多电平换流器

电力系统自动化 2012年第21期36卷 102-107页

作者：胡鹏飞江道灼郭捷周月宾梁一桥浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的桥臂切换多电平换流器(A2MC)直流电压利用率高,可以在直流侧短路时继续运行,但IGBT耐压低、损耗大、成本高。文中用晶闸管替换A2MC中的IGBT,构成一种混合型多电平换流器(HMC),在保持A2MC优点的同时降低... 详细信息

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的桥臂切换多电平换流器(A2MC)直流电压利用率高,可以在直流侧短路时继续运行,但IGBT耐压低、损耗大、成本高。文中用晶闸管替换A2MC中的IGBT,构成一种混合型多电平换流器(HMC),在保持A2MC优点的同时降低了成本。在分析HMC拓扑及其工作原理的基础上,研究了该换流器正常运行状态下的控制策略,采用最近电平逼近调制并提出了适用于级联H桥的电压均衡控制策略;探讨了直流侧短路故障时的控制方法,并对该换流器与模块化多电平变流器(MMC)的功率器件数和工作性能进行了比较;利用PSCAD/EMTDC对61电平HMC进行了建模仿真,结果验证了其拓扑的可行性与控制策略的有效性。

关键词：多电平换流器电路拓扑最近电平逼近法电压均衡控制策略

模块化多电平换流器型直流输电系统的启停控制

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电网技术 2012年第3期36卷 204-209页

作者：周月宾江道灼郭捷梁一桥胡鹏飞浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

介绍了模块化多电平换流器型直流输电系统(modularmultilevel converter based high voltage direct current system,MMC-HVDC)的起停控制策略。启动分为不控启动阶段和可控启动阶段,对不控启动阶段模块化多电平换流器(modularmultilevel converter,MMC)的等效电路进行数学建模,得出了限流电阻与最大充电电流之间的数学关系,为限流电阻的选取提供了理论基础。停机分为能量反馈阶段和放电阶段,能量反馈阶段将MMC各子模块电容存储的能量部分反馈回电网,充分利用了MMC子模块储能的优势,提高了能量的利用率。放电阶段,通过一定的触发方式,逐步将能量耗散掉,该方法有效地降低了放电电阻的功率、阻值和耐压水平。最后,对建立的两端有源网络的MMC-HVDC系统进行了数字仿真,仿真结果验证了该启停控制策略的有效性。

关键词：模块化多电平换流器型直流输电启停控制自励启动能量反馈放电策略

六角形模块化多电平AC/AC换流器损耗特性分析计算

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电力系统自动化 2019年第13期43卷 105-113页

作者：张翀李宽宏张轩江道灼梁一桥浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网福建省电力有限公司福州供电公司福建省福州市350009 北京理工大学自动化学院北京市100081

详细分析换流器的损耗特性对于系统设计、冷却装置选型都有着重要意义。文中基于全桥子模块的工作特性,对六角形模块化多电平AC/AC换流器(Hexverter)的子模块损耗分布及换流器的总损耗进行分析计算。首先,简要介绍和仿真验证了Hexverte... 详细信息

详细分析换流器的损耗特性对于系统设计、冷却装置选型都有着重要意义。文中基于全桥子模块的工作特性,对六角形模块化多电平AC/AC换流器(Hexverter)的子模块损耗分布及换流器的总损耗进行分析计算。首先,简要介绍和仿真验证了Hexverter的工作原理。然后,通过提取绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的数据进行拟合,建立IGBT及其续流二极管的通态特性和开关特性参数,进而对子模块工况进行详细分析,根据全桥子模块的输出特性推导出各器件导通范围及导通时间的解析表达式,从而得到通态损耗和开关损耗的理论计算表达式。最后,通过10 kV系统算例对换流器损耗进行了定量分析,对支路内不同子模块的损耗分布和不同工况下Hexverter的损耗进行计算,结果表明全桥子模块内部的损耗分布呈现对称性外,同一支路内各子模块损耗也不尽相同,特别是在不同容量及功率因数的工况下,子模块损耗分布及换流器总损耗存在明显差异。

关键词：模块化多电平AC/AC换流器通态损耗开关损耗全桥子模块

最优步长因子法在电力系统状态估计算法中的应用

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浙江大学学报（自然科学版） 1989年第2期23卷 268-278页

作者：于渤梁一桥浙江大学电机系

本文提出了使用最优步长因子法解决电力系统状态估计算法的收敛性及收敛速度问题。

关键词：电力系统状态估算法步长因子法

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改善配网电压质量的固定串补技术研究

电力系统保护与控制 2013年第8期41卷 61-67页

作者：卓谷颖江道灼梁一桥连霄壤梁晨浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为了改善国内配网电压质量,提出一个配网固定串补技术的新研究方向。简单分析固定串联电容器在辐射状配电线路中改善电压特性的基本原理,并介绍串补装置结构图。阐述配网固定串联电容器的"自适应"电压调节和实时响应的特点,及其改善沿... 详细信息

为了改善国内配网电压质量,提出一个配网固定串补技术的新研究方向。简单分析固定串联电容器在辐射状配电线路中改善电压特性的基本原理,并介绍串补装置结构图。阐述配网固定串联电容器的"自适应"电压调节和实时响应的特点,及其改善沿线电压分布和减小电压跌落的作用,并由算例分析证明其有效性。介绍配网固定串联电容器位置与容量的确定方法。提出针对配网串补的过压保护方案,以及预防铁磁谐振和感应电机自激的措施。介绍串补装置的控制器功能。经电力市场调研反馈信息可得:配网串补装置具有良好的应用前景。

关键词：配网固定串联电容器辐射型配电线路电压质量过压保护谐振控制器功能

基于级联H桥换流器的APF-STATCOM的控制与调制

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电力系统保护与控制 2014年第7期42卷 91-96页

作者：林志勇江道灼周月宾郭捷胡鹏飞梁一桥浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

有源滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)在电力系统应用中都是独立开来,分别进行谐波抑制和无功补偿。将APF和STATCOM功能结合起来,以级联H桥换流器构成APF-STATCOM装置,同时实现无功补偿和谐波抑制。在分析级联H桥APF-STATCOM拓扑... 详细信息

有源滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)在电力系统应用中都是独立开来,分别进行谐波抑制和无功补偿。将APF和STATCOM功能结合起来,以级联H桥换流器构成APF-STATCOM装置,同时实现无功补偿和谐波抑制。在分析级联H桥APF-STATCOM拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种简单有效的控制策略;针对级联H桥换流器各子模块间的电容电压均衡问题,采用最近电平逼近调制(NLM)并提出了一种适用于级联H桥换流器的电容电压均衡控制策略。利用PSCAD/EMTDC对36级联H桥APF-STATCOM进行了建模仿真,结果验证了该控制策略和电容电压均衡控制策略的可行性和有效性,并表明所提出的电容电压均衡策略能有效避免H桥模块IGBT不必要的频繁开关,减少器件的开关频率。

关键词：级联H桥APF—STATCOM 无功补偿谐波抑制最近电平调制电压均衡控制策略

基于模块化隔离型DC/DC变换器的海上直流风电场并网方案

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电力系统自动化 2016年第17期40卷 190-196页

作者：尹瑞江道灼唐伟佳周洋梁一桥杜翼浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网福建省电力有限公司经济技术研究院福建省福州市350012

与传统的海上风电场采用中压交流系统汇集电能不同,海上直流风电场采用直流系统实现电能的汇集和远距离传输。为减小海上风电场的投资,提高其运行效率,设计了一种基于模块化隔离型DC/DC变换器(MIDC)的新型海上直流风电场并网方案。首先... 详细信息

与传统的海上风电场采用中压交流系统汇集电能不同,海上直流风电场采用直流系统实现电能的汇集和远距离传输。为减小海上风电场的投资,提高其运行效率,设计了一种基于模块化隔离型DC/DC变换器(MIDC)的新型海上直流风电场并网方案。首先,对三种可能作为MIDC子模块的DC/DC变换器进行了参数设计和对比分析,最终确定了LLC串并联谐振变换器作为MIDC子模块的拓扑。在此基础上,设计了MIDC的控制系统,在实现MIDC子模块间均压和均流的同时,实现了对风力发电机组输出功率的最大功率跟踪。最后,通过仿真验证了所设计的海上直流风电场并网方案的可行性和所设计的MIDC控制系统的有效性。

关键词：海上直流风电场直流/直流变换器高压直流输电控制系统