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一种柔性直流网络直流短路故障穿越方法
本发明公开了一种具备负电平输出能力的 MMC 与机械型直流 断路器协调控制实现柔性直流网络直流短路故障穿越的方法，属于柔 性直流网络直流故障保护领域。现有技术中，处理直流故障的手段主 要有三种：依靠交流设备断开与直流系统的连接、依靠换流器本身进 行直流故障清除、依靠直流设备进行直流故障隔离，但以上三种方法 都无法有效实现柔性直流网络直流故障保护。本发明中的 MMC 包括具备负电平输出能力的子模块，通过灵活调节上、下桥臂输出电压， 使换流器直流端口电压呈现负电平，从而达到直流短路故障电流可控 且快速降
华中科技大学
2021-04-14
多端柔性直流输电系统的直流故障判断方法及控制方法
本发明公开了种多端柔性直流输电系统的直流故障控制方法， 其通过增大直流电感值从而减小直流故障时直流电流上升率，防止 MMC 闭锁，或者直流故障期间将 MMC 的交流电流指令值置零从而降 低桥臂电流防止 MMC 闭锁；或者直流故障期间短期闭锁 MMC 但不 开断 MMC 的交流断路器从而提高故障清除后恢复供电的速度；本发 明还公开了一种多端柔性直流输电系统直流故障判断方法，通过量测 直流电感线路侧直流电压突变率，在突变率的绝对值超过一定阈值时 即判断发生了直流故障。本发明可防止直流故障时开断 MMC
华中科技大学
2021-04-14
一种交直流解耦控制方法及其在柔性直流输电系统的应用
本发明公开了一种模块化多电平换流器的交直流解耦控制方法， 包括在电流内环控制中增加直流电流控制，且直流电路控制包括正极 直流电流控制和负极直流电流控制，从而交流电流控制的输出、正极 直流电流控制的输出以及负极直流电流控制的输出共同作为 MMC 各 相桥臂的输出电压参考值的主要分量；控制交流电流控制、正极直流 电流控制和负极直流电流控制的参考值和输出，即可实现对 MMC 各 相桥臂的输出电压参考值的主要分量的控制，进而可实现防止直流故 障时换流器因桥臂过电流而闭锁。本发明还公开了上述方法在柔性直 流输
华中科技大学
2021-04-14
柔性直流换流阀多物理场特性及其调控方法
柔性直流换流阀是直流电网构建的核心装备之一。针对换流阀塔多物理场的综合作用问题，提出了多介质共存时复杂导体结构的伽辽金匹配和点匹配结合的快速多极子边界元电场计算方法，提出了阀塔高电场强度区的电位钳制、屏蔽和优化方法；建立了换流阀电-热-流体等多物理场计算模型，获得了金属钳制电极形状对水路局部放电、电化学腐蚀速率的影响等规律；建立了含散热器在内的IGBT子单元的热场整体仿真模型，提出了IGBT内部芯片的稳态与瞬态结温预测模型及其变流量修正方法。研究成果应用于我国±320kV柔性直流换流阀自主研制，有效性在厦门±320kV柔性直流示范工程中得到进一步验证，并推广应用于±500kV及±800kV柔性直流换流阀研制。参与研究的成果“新一代电压源高压直流换流器关键技术及应用”获得2017年北京市科学技术奖一等奖，华北电力大学作为项目主要完成单位排名第3，齐磊教授作为主要完成人排名第10。
华北电力大学
2021-02-01
城市轨道交通柔性直流牵引供电系统
1. 痛点问题
城轨交通是城市最大耗电行业之一，截止2020年底全国有45个城市开通了城轨交通线路244条，线路总长度7969.7公里,年耗电量172.4亿千瓦时，其中牵引能耗占比高，达到84亿千瓦时。为了实现城轨交通行业碳达峰、碳中和的目标，必须从现有的城轨牵引供电系统给出解决方案，以应对城轨交通面临的行车密度大、节能减碳任务重、供电可靠性要求高等诸多挑战。
城轨牵引供电系统的核心装备是连接城市交流配电网与城轨直流牵引网的“交流-直流”电力电子变流器及其运行控制系统。目前国内外仍主要采用基于二极管整流机组变流器和以运行状态静态监视为主的电力监控。这种传统技术方案因缺乏管控能力对城市配电网依赖性强，存在外电源布点密集和选址困难问题，而外电源建设导致一次性投资剧增（7000~10000万元/个），并且会占用大量城市用地和空间；因为列车频繁启停冲击导致配电网和牵引系统设备利用率低，存在依靠高成本的过度裕量来换取系统安全可靠运行问题；因为缺少对系统能效的主动调度控制、牵引供电电压波动剧烈、牵引网能量粗放式分布，导致列车再生制动能量无法在牵引系统内部高比例利用、大规模光伏接入和消纳困难，存在牵引供电系统内部降耗减碳困难问题。
2. 解决方案
基于全控型双向变流器和智能协同控制的柔性直流新一代牵引供电技术，具有灵活调控牵引供电系统能量、主动响应城市配电网需求的能力，从根本上改变牵引供电系统运行机制，为系统性解决牵引供电系统痼疾、牵引供电系统和城市配电网互联互动提供了基础和平台。
清华大学
2022-04-02
一种真双极柔性直流输电系统的站级控制方法
本发明公开了一种对真双极系统的站级控制策略，换流站正、负两极换流器独立控制、运行，提高直流输电系统灵活性和可靠性，彻底解决原有系统中换流站与无源网络或孤岛新能源交流网络相连时失去有功功率调节能力、换流站与有源交流网络相连时正、负极电网间潮流不可调等问题。换流站与无源网络相连时，具有调节正、负极直流线路功率的能力；换流站与孤岛新能源交流网络相连时，具有调节正、负极直流线路功率的能力；换流站与有源交流网络相连时，通过换流站调节正、负极电网间潮流。
东南大学
2021-04-11
一种基于真双极柔性直流输电系统的多目标协同控制方法
本发明公开了一种基于真双极柔性直流输电系统的多目标协同控制方法，同一换流站内正、负两极换流器独立控制；其中一极换流器采用恒交流电压幅值/频率控制方式，作为电压控制极提供稳定交流电压；另一极换流器采用有功/无功解耦控制方式，作为功率驱动极，通过修改有功功率参考值实现换流站所传输功率在正负极直流电网中的主动灵活分配。本发明通过极间协同控制策略，根据系统的有功消纳需求和运行工况协同两极间具体功率分配，功率驱动极具有良好的功率调节特性，而电压控制极的直流电压保持稳定，且能够在非正常工况下由健全极主动承担部分故障极功率，避免故障极传输功率过剩，增强了双极系统的灵活性和可靠性。
东南大学
2021-04-11
一种适用于交流保护的柔性直流双极短路解析分析方法
本发明公开了一种适用于交流保护的柔性直流双极短路解析分 析方法，应用于交流保护技术领域，将 MMC-HVDC 闭锁后换流站不 控整流分为四个临界状态，分别是三相环流、两相环流、单相环流和 无环流状态；建立这四个临界状态的电流微分方程与边界条件方程， 得出对应的电流与临界电阻解析表达式；通过线性化拟合，得出任意 短路电阻下的故障电流解析表达式，以对 MMC-HVDC 直流双极短路 故障进行分析。通过本发明可实现任意短路电阻下的交流电流计算， 弥补了交流保护整定计算无法计及 MMC-HVDC 直流双极短
华中科技大学
2021-04-14
大型海上风电场经柔性多端直流并网的关键技术研究及应用
本项目针对大型海上风电场功率外送问题，研究采用基于模块化多电平换流器的柔性多端直流输电系统并网的关键技术问题，从稳态、暂态和稳定性等三个方面深入探究系统的运行与控制特性，揭示系统不稳定性产生机理，提出增强互联系统稳定性的设计原则及镇定措施，攻克柔性多端直流输电系统交、直流故障保护难题，并搭建基于MMC的四端柔性直流输电系统实验平台及风电机组模拟平台，对所提理论进行实验验证。 通过本项目的实施，能够使我国相关技术人员掌握该领域的核心关键技术，为大型海上风电场经MMC-MTDC并网实际工程建设提供人才支撑和理论指导，为使我国柔性多端直流输电技术研究进入国际先进行列打下扎实的基础。 在本项目实施过程中，与国家电网和南方电网紧密合作，充分调研大型风电场经柔性多端直流并网实际工程的运行特性及出现的问题，密切结合理论研究，揭示问题产生原因，提出问题解决方案。本项目所取得的研究成果均已在国内外高水平期刊上发表，共发表论文二十余篇，其中SCI检索4篇，EI检索16篇，申请国家发明专利5项，已授权2项。
上海交通大学
2021-04-13
大型海上风电场经柔性多端直流并网的关键技术研究及应用
本项目针对大型海上风电场功率外送问题，研究采用基于模块化多电平换流器的柔性多端直流输电系统并网的关键技术问题，从稳态、暂态和稳定性等三个方面深入探究系统的运行与控制特性，揭示系统不稳定性产生机理，提出增强互联系统稳定性的设计原则及镇定措施，攻克柔性多端直流输电系统交、直流故障保护难题，并搭建基于MMC的四端柔性直流输电系统实验平台及风电机组模拟平台，对所提理论进行实验验证。 通过本项目的实施，能够使我国相关技术人员掌握该领域的核心关键技术，为大型海上风电场经MMC-MTDC并网实际工程建设提供人才支撑和理论指导，为使我国柔性多端直流输电技术研究进入国际先进行列打下扎实的基础。 在本项目实施过程中，与国家电网和南方电网紧密合作，充分调研大型风电场经柔性多端直流并网实际工程的运行特性及出现的问题，密切结合理论研究，揭示问题产生原因，提出问题解决方案。本项目所取得的研究成果均已在国内外高水平期刊上发表，共发表论文二十余篇，其中SCI检索4篇，EI检索16篇，申请国家发明专利5项，已授权2项。
上海交通大学
2021-04-13