适用于直流电网的LCL谐振式模块化多电平DC/DC变换器

被引:20
作者
王新颖 [1 ]
汤广福 [2 ]
魏晓光 [2 ]
马春艳 [3 ]
高阳 [2 ]
肖湘宁 [1 ]
机构
[1] 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)
[2] 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院)
[3] 中国电力科学研究院
关键词
直流电网; DC/DC变换器; LCL谐振网络; 梯形波运行方式; 零无功功率控制;
D O I
10.13335/j.1000-3673.pst.2016.2862
中图分类号
TM721.1 [直流制输电]; TM46 [变流器];
学科分类号
080802 ; 080801 ;
摘要
针对直流电网中不同电压等级线路的直流互联需求,结合隔离型模块化多电平DC/DC变换器和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)直串型LCL-DC/DC变换器的拓扑优点,提出了一种LCL谐振式模块化多电平DC/DC变换器拓扑。首先,介绍了该变换器电气拓扑,并分析了其工作原理,包括运行方式、功率传递机理等;其次,从功率传递和谐波抑制等角度提出了该变换器中LCL谐振网络的参数设计方法;然后,提出了适应于该变换器的控制保护策略,保证在不同功率传递下实现两侧模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的零无功传输以及直流故障电流的迅速抑制;最后,在Matlab/Simulink中对所提拓扑及其控制保护策略进行了仿真验证。结果表明:根据LCL设计方法得到的电气参数能够满足装置的控制需求,所提控制策略在潮流反转、输入电压突变等工况下具有较好的静态和动态性能,且保护策略能够抑制直流侧的短路故障电流。
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