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基于二极管整流器的双极型复合式海上换流站及其控制策略

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电网技术 2024年第3期48卷 1190-1201页

作者：李瑞郑涛俞露杰索之闻徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 天津大学电气自动化与信息工程学院天津市南开区300072 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

为提高海上换流站的紧凑型性并降低换流站一次性投入成本,西门子公司提出了基于二极管整流器(diode rectifier,DR)的高压直流输电技术,在此基础上,国内外学者对其控制策略及各种串并联拓扑进行了研究,但仍存在结构复杂、可行性差、运行... 详细信息

为提高海上换流站的紧凑型性并降低换流站一次性投入成本,西门子公司提出了基于二极管整流器(diode rectifier,DR)的高压直流输电技术,在此基础上,国内外学者对其控制策略及各种串并联拓扑进行了研究,但仍存在结构复杂、可行性差、运行灵活性低等问题。为此,提出了基于二极管整流器的双极型复合式海上换流站拓扑,正负极分别采用模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)和DR,以充分利用MMC灵活可控和DR体积小、成本低、可靠性高的优点。为降低直流电缆输电损耗,提出了复合式换流站正负极功率平衡控制,将接地极电流控制在零附近,提高了输电效率,可将高压直流电缆所产生的损耗降低67.7%。设计了限功率控制,在发生直流非对称故障期间通过低速通信,可主动对风电场发出功率进行限制,防止了换流站过电流风险,提高了系统可靠性。最后通过PSCAD/EMTDC仿真分析对所提拓扑及其控制策略进行了可行性验证。

关键词：海上风电柔性直流输电复合式换流站二极管整流器直流故障保护

具备短路电流限制能力的新能源直流汇集双极直流变换器

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电网技术 2024年第1期48卷 162-170页

作者：索之闻王智冬蒋维勇王菲国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈... 详细信息

直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈现低阻抗、短路故障电流上升速度快的特征,必须对短路电流进行限制。该文提出了一种具备短路限流能力的双极直流变换器,首先分析了拓扑运行原理及其参数设计方法,然后分析了所提直流变换器的故障限流机理,设计了其短路电流控制方法,最后通过Matlab/Simulink仿真和实验样机验证了所提电路和故障限流方法的可行性。结果表明,所提直流变换器能够实现直流短路电流限制,能够在一极故障时维持另一极正常运行,提高了供电可靠性。相关研究成果将为新能源直流汇集系统的构建和工程实施提供技术参考。

关键词：新型电力系统大规模新能源直流汇集系统谐振直流变换器直流短路电流限制

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基于子模块桥臂能量平衡的线间直流潮流控制器

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电力系统自动化 2023年第14期47卷 114-123页

作者：教煐宗全月李彬彬索之闻张书鑫徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 国网经济技术研究院有限公司北京市102209 东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012

随着直流电网技术发展,直流电网的潮流控制需求逐渐突出。在总结线间直流潮流调控原理的基础上,文中提出一种基于子模块桥臂能量平衡原理的线间直流潮流控制器,所提拓扑无须引入环流通路和交流滤波电路,可减少投资成本,避免交流环流的... 详细信息

随着直流电网技术发展,直流电网的潮流控制需求逐渐突出。在总结线间直流潮流调控原理的基础上,文中提出一种基于子模块桥臂能量平衡原理的线间直流潮流控制器,所提拓扑无须引入环流通路和交流滤波电路,可减少投资成本,避免交流环流的效率问题。首先,讨论并分析了线间直流潮流控制器的拓扑原理。然后,介绍了基于子模块桥臂能量平衡的拓扑结构和工作原理,并研究了参数设计方法;设计了电流、电压运行波形,并给出了所提拓扑的控制方法;同时,将所提拓扑与环流能量平衡型及电容耦合型拓扑进行了器件电流应力、数量和导通损耗的对比。最后,通过四端环形直流电网仿真验证了所提线间直流潮流控制器的功能。

关键词：直流电网潮流控制线间直流潮流控制器能量平衡子模块桥臂

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磁集成三端口电力电子变压器的改进控制方法

电力系统自动化 2023年第11期47卷 133-143页

作者：廖志贤李彬彬索之闻韩林洁赵晓东徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 广西师范大学电子与信息工程学院/集成电路学院广西壮族自治区桂林市541004 国网经济技术研究院有限公司北京市102209

针对现有多端口电力电子变压器磁性元件体积大、功率变换单元多、成本高的问题,提出基于磁集成的三端口拓扑及控制策略。将传统拓扑的6个桥臂电感和大量的高频变压器集成为3个集成变压器,从而减小磁性元件体积。在变压器副边绕组接1个... 详细信息

针对现有多端口电力电子变压器磁性元件体积大、功率变换单元多、成本高的问题,提出基于磁集成的三端口拓扑及控制策略。将传统拓扑的6个桥臂电感和大量的高频变压器集成为3个集成变压器,从而减小磁性元件体积。在变压器副边绕组接1个三相桥即可构建低压直流端口,极大地减少功率变换单元数目。利用桥臂电压的直流、工频和高频分量分别控制中压直流、中压交流和低压直流端口功率,实现多端口功率调控。为提高中压直流端口电能质量,将桥臂电压的高频分量设计为三相对称的六阶梯波,使其激发的电流分量在三相回路中相互抵消,从而实现中压直流端口高频电流纹波消除。最后,建立了4 MW仿真模型进行验证,结果证明了所提拓扑和控制策略的有效性。

关键词：交直流混联配电网电力电子变压器三端口拓扑磁集成模块化多电平换流器

适用于海上风电的多端口直流变电站及其主从控制策略

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电力系统自动化 2015年第11期39卷 16-23页

作者：索之闻李庚银迟永宁王伟胜新能源电力系统国家重点实验室华北电力大学北京市102206 中国电力科学研究院北京市100192

提出多端口直流变电站的拓扑结构,并建立了相应数学模型;该变电站可以实现不同类型、多电压等级的多送端海上风电场和多受端高压直流输电系统的互联,并实现直流潮流的集中调控。将多端口直流变电站应用于多电压等级海上风电并网,并提出... 详细信息

提出多端口直流变电站的拓扑结构,并建立了相应数学模型;该变电站可以实现不同类型、多电压等级的多送端海上风电场和多受端高压直流输电系统的互联,并实现直流潮流的集中调控。将多端口直流变电站应用于多电压等级海上风电并网,并提出多端口直流变电站的主从控制策略,利用直流变电站各端口的协调实现风功率波动时或任一端口故障时变电站的正常工作。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了含多端口直流变电站的多端直流试验系统仿真模型,并针对所提出的主从控制策略进行了稳态仿真分析和故障仿真分析,结果表明该策略能够保证多端口直流变电站的稳定可靠运行。

关键词：海上风电多端口直流变电站多电压等级多端直流主从控制

一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器

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中国电机工程学报 2015年第14期35卷 3577-3585页

作者：索之闻李庚银迟永宁王伟胜新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

针对构建未来多电压等级多端直流电网的技术需求,提出一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器,并建立了相应数学模型。该拓扑主要由半桥子模块和一种新型的、具有故障电流阻断能力的T型全桥子模块构成,进一步... 详细信息

针对构建未来多电压等级多端直流电网的技术需求,提出一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器,并建立了相应数学模型。该拓扑主要由半桥子模块和一种新型的、具有故障电流阻断能力的T型全桥子模块构成,进一步提高了经济性。在此基础上,设计了高压大功率DC/DC变换器的调制策略和电容电压平衡策略,利用T型全桥子模块负电平输出实现直流电压下降时变换器的正常工作,保证多电压等级互联直流系统的降压稳定运行。然后分析了高压大功率DC/DC变换器的直流故障隔离原理。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了含高压大功率DC/DC变换器的直流试验系统仿真模型,通过稳态和暂态仿真分析,结果表明该变换器能够实现降压运行并具有直流故障隔离能力,在未来多电压等级多端直流电网中具有良好的应用前景。

关键词：能源互联网直流电网高压大功率DC/DC变换器 T型全桥子模块子模块混合型模块化多电平换流器降压运行直流故障隔离

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大规模新能源直流外送系统调相机配置研究

电力自动化设备 2019年第9期39卷 124-129页

作者：索之闻刘建琴蒋维勇李志强杨林国网经济技术研究院有限公司北京102209 中国电力科学研究院有限公司北京100192

针对抑制送端电网暂态过电压的技术需求,首先分析了送端电网暂态过电压的影响因素;然后构建了直流外送试验仿真系统,基于机电暂态仿真,考虑分布式调相机及其分层分散配置的作用,分别提出了调相机集中和分散接入不同电压等级配置方案;最... 详细信息

针对抑制送端电网暂态过电压的技术需求,首先分析了送端电网暂态过电压的影响因素;然后构建了直流外送试验仿真系统,基于机电暂态仿真,考虑分布式调相机及其分层分散配置的作用,分别提出了调相机集中和分散接入不同电压等级配置方案;最后通过对比各方案给出了大规模新能源直流外送系统调相机配置建议,研究结果表明在各新能源汇集站低电压等级侧分散配置小型化调相机,不仅可以全面解决送端系统的暂态过电压问题,还能进一步提高经济性。

关键词：电力系统新能源直流外送系统安全稳定暂态分析暂态过电压分布式调相机分层分散配置

考虑离散调压设备动作频次的高压直流输电系统控制优化

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电力系统自动化 2020年第3期44卷 211-219页

作者：索之闻李晖蒋维勇刘增训许德操国网经济技术研究院有限公司北京市102209 国家电网有限公司北京市100031 国网青海省电力公司青海省西宁市810000

目前中国在运行直流工程普遍采用传统控制模式,当直流功率和电压波动时可能引起直流离散调压设备的频繁动作,直接影响了直流工程的运行可靠性。针对降低直流系统离散调压设备动作频次的技术需求,首先分析了高压直流输电系统离散调压设... 详细信息

目前中国在运行直流工程普遍采用传统控制模式,当直流功率和电压波动时可能引起直流离散调压设备的频繁动作,直接影响了直流工程的运行可靠性。针对降低直流系统离散调压设备动作频次的技术需求,首先分析了高压直流输电系统离散调压设备动作的影响因素;基于此,考虑分接开关、交流滤波器和动态无功补偿的协调,分别对直流传统定熄弧角和定直流电压控制模式进行了改进,提出了直流运行电压在选定功率区间内随直流功率变化;然后分析了所提策略的影响,并给出了相应优化建议;最后基于直流主回路计算和电磁暂态仿真,对上述分析进行验证。结果表明,所提策略能够有效降低直流系统离散调压设备的动作频次。

关键词：高压直流输电系统离散调压设备运行可靠性控制优化协调控制

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浅析大学专业课程设置的方法

中国电力教育 2009年第12期 97-98页

作者：索之闻三峡大学电气信息学院

文章介绍了两种专业课程设置的方法。一是从学分制管理角度设置课程,通过这种方法,认识通识课、必修课、专业限选课、公共选修课等模块的含义及内容、各模块侧重的培养目标、模块之间的相关性等特点,从而帮助学生在选课时有一个系统全... 详细信息

文章介绍了两种专业课程设置的方法。一是从学分制管理角度设置课程,通过这种方法,认识通识课、必修课、专业限选课、公共选修课等模块的含义及内容、各模块侧重的培养目标、模块之间的相关性等特点,从而帮助学生在选课时有一个系统全面的把握,在学习的过程中对所学课程有一个准确的定位思考;二是从专业结构认识设置课程,了解公共课、基础课、专业基础课、专业课四个模块的内容、各自的培养方向、各模块之间的区别与联系,让学生更深刻地理解专业基础课对专业课的知识铺垫作用以及专业课对专业基础课的需求拉动作用,从而使学生建立一种系统的学习思维和学习行为。

关键词：电气工程自动化专业课程设置学分制管理