针对直流电网中储能系统的高效经济集成问题,提出了一种混合模块化直流直挂式储能系统解决方案。通过采用“恒压+调压”模块混合级联的拓扑结构设计,在保持模块化灵活拓展优势的同时,实现了系统运行损耗降低40%以上、功率变换模块体积缩...针对直流电网中储能系统的高效经济集成问题,提出了一种混合模块化直流直挂式储能系统解决方案。通过采用“恒压+调压”模块混合级联的拓扑结构设计,在保持模块化灵活拓展优势的同时,实现了系统运行损耗降低40%以上、功率变换模块体积缩减50%以上的显著性能提升。研究提出了一套完整的控制策略,包括功率解耦控制方法、荷电状态(state of charge,SOC)动态低速轮换方法和直流电压穿越控制策略,有效解决了传统方案中存在的功率控制耦合问题。基于PSCAD/EMTDC仿真平台的验证结果表明,该系统在宽电压范围内具有优异的稳定运行性能,同时实现了毫秒级动态响应和模式平滑切换。研究成果不仅为中高压直流系统提供了创新的储能集成技术路线,其提出的模块化混合架构设计和控制方法更为柔性直流电网的发展和大规模可再生能源并网提供了重要的理论支撑和工程实践参考。展开更多
将二极管整流单元(diode rectifier unit,DRU)与模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)背靠背连接组成交-交变流器并应用于低频交流(low frequency alternative current,LFAC)输电系统中,是降低海上风电送出成本的重要...将二极管整流单元(diode rectifier unit,DRU)与模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)背靠背连接组成交-交变流器并应用于低频交流(low frequency alternative current,LFAC)输电系统中,是降低海上风电送出成本的重要技术路线之一。针对该系统中谐波含量过高的问题,提出了一种低成本谐波抑制方法。首先,对DRU-LFAC系统的谐波特性进行了分析,并在此基础上提出一种新型交流侧电流谐波抑制策略。所提策略通过在正负极直流线路中注入特定的电流谐波以实现对交流侧电流谐波的抑制。同时,直流侧谐波电流的通路由双极性背靠背DRU-MMC的中性线提供。随后,对所提策略产生的额外运行损耗进行了定量计算,并与常规滤波方法进行了经济性对比分析;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真和远宽StarSim控制器硬件在环实验验证了所提谐波抑制策略的有效性。研究结果表明:所提策略相较于常规滤波方法在海上风电工程的整个生命周期内能降低约70%的滤波成本,且能够有效降低系统交流侧电流的总谐波失真(total harmonic distortion,THD)。展开更多
全天候广播发射站对电源系统连续性与电能质量有严苛要求,因此设计一种基于模块化架构的不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)系统。该系统对功率、电池、控制及静态开关模块进行协同设计,实现了故障冗余、毫秒级切换与谐波抑...全天候广播发射站对电源系统连续性与电能质量有严苛要求,因此设计一种基于模块化架构的不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)系统。该系统对功率、电池、控制及静态开关模块进行协同设计,实现了故障冗余、毫秒级切换与谐波抑制功能。应用案例证实,该系统能有效消除单点故障导致的停播,保障负载无缝切换,并输出满足精密设备要求的高质量电能。展开更多
算力迭代进程中,数据中心供电负荷动态波动特性持续强化。现有模块化不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)固定冗余配置模式,无法适配负荷变化节奏,引发供电资源匹配失衡、运行稳定性受限问题。研究构建冗余配置协同优化体系,...算力迭代进程中,数据中心供电负荷动态波动特性持续强化。现有模块化不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)固定冗余配置模式,无法适配负荷变化节奏,引发供电资源匹配失衡、运行稳定性受限问题。研究构建冗余配置协同优化体系,整合负载适配约束、容量编组调控、可靠度校核、无扰切换控制4项优化策略。通过多场景对比测试完成体系验证,为数据中心供电系统资源效率与运行稳定性的平衡提供可落地的技术配置路径。展开更多
在受端交流侧发生故障时,现有依赖耗能装置的基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter based multi-terminal direct current,MMC-MTDC)输电系统,其盈余功率处理方案存在经济性差和能量浪费等问题。为充分发...在受端交流侧发生故障时,现有依赖耗能装置的基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter based multi-terminal direct current,MMC-MTDC)输电系统,其盈余功率处理方案存在经济性差和能量浪费等问题。为充分发挥MMC-MTDC系统自有盈余功率消纳能力,减少对耗能装置的依赖,文中提出一种基于主从能量控制的多站极间交互消纳策略。首先,建立相应的MMC-MTDC控制模型,并对其通过能量控制实现盈余功率消纳的可行性进行分析。随后,引入MMC三维度模型,实现换流站各极能量解耦控制,并通过构建的MMC-MTDC系统简化模型,对各类型换流站开展主动能量控制设计。在此基础上,类比主从控制思想,构建适用于不同受端站极交流故障及两类盈余功率情况的主从能量时序控制逻辑,以实现各站极之间的能量裕度协调利用。最后,在PSCAD/EMTDC平台搭建MMC-MTDC系统仿真模型进行实验验证。仿真结果表明,所提控制策略能够在不依赖耗能装置的前提下,有效协调多站极之间的能量控制,适应多种盈余功率故障情况,成功实现故障穿越。展开更多
文摘针对直流电网中储能系统的高效经济集成问题,提出了一种混合模块化直流直挂式储能系统解决方案。通过采用“恒压+调压”模块混合级联的拓扑结构设计,在保持模块化灵活拓展优势的同时,实现了系统运行损耗降低40%以上、功率变换模块体积缩减50%以上的显著性能提升。研究提出了一套完整的控制策略,包括功率解耦控制方法、荷电状态(state of charge,SOC)动态低速轮换方法和直流电压穿越控制策略,有效解决了传统方案中存在的功率控制耦合问题。基于PSCAD/EMTDC仿真平台的验证结果表明,该系统在宽电压范围内具有优异的稳定运行性能,同时实现了毫秒级动态响应和模式平滑切换。研究成果不仅为中高压直流系统提供了创新的储能集成技术路线,其提出的模块化混合架构设计和控制方法更为柔性直流电网的发展和大规模可再生能源并网提供了重要的理论支撑和工程实践参考。
文摘将二极管整流单元(diode rectifier unit,DRU)与模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)背靠背连接组成交-交变流器并应用于低频交流(low frequency alternative current,LFAC)输电系统中,是降低海上风电送出成本的重要技术路线之一。针对该系统中谐波含量过高的问题,提出了一种低成本谐波抑制方法。首先,对DRU-LFAC系统的谐波特性进行了分析,并在此基础上提出一种新型交流侧电流谐波抑制策略。所提策略通过在正负极直流线路中注入特定的电流谐波以实现对交流侧电流谐波的抑制。同时,直流侧谐波电流的通路由双极性背靠背DRU-MMC的中性线提供。随后,对所提策略产生的额外运行损耗进行了定量计算,并与常规滤波方法进行了经济性对比分析;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真和远宽StarSim控制器硬件在环实验验证了所提谐波抑制策略的有效性。研究结果表明:所提策略相较于常规滤波方法在海上风电工程的整个生命周期内能降低约70%的滤波成本,且能够有效降低系统交流侧电流的总谐波失真(total harmonic distortion,THD)。
文摘全天候广播发射站对电源系统连续性与电能质量有严苛要求,因此设计一种基于模块化架构的不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)系统。该系统对功率、电池、控制及静态开关模块进行协同设计,实现了故障冗余、毫秒级切换与谐波抑制功能。应用案例证实,该系统能有效消除单点故障导致的停播,保障负载无缝切换,并输出满足精密设备要求的高质量电能。
文摘算力迭代进程中,数据中心供电负荷动态波动特性持续强化。现有模块化不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)固定冗余配置模式,无法适配负荷变化节奏,引发供电资源匹配失衡、运行稳定性受限问题。研究构建冗余配置协同优化体系,整合负载适配约束、容量编组调控、可靠度校核、无扰切换控制4项优化策略。通过多场景对比测试完成体系验证,为数据中心供电系统资源效率与运行稳定性的平衡提供可落地的技术配置路径。
文摘在受端交流侧发生故障时,现有依赖耗能装置的基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(modular multilevel converter based multi-terminal direct current,MMC-MTDC)输电系统,其盈余功率处理方案存在经济性差和能量浪费等问题。为充分发挥MMC-MTDC系统自有盈余功率消纳能力,减少对耗能装置的依赖,文中提出一种基于主从能量控制的多站极间交互消纳策略。首先,建立相应的MMC-MTDC控制模型,并对其通过能量控制实现盈余功率消纳的可行性进行分析。随后,引入MMC三维度模型,实现换流站各极能量解耦控制,并通过构建的MMC-MTDC系统简化模型,对各类型换流站开展主动能量控制设计。在此基础上,类比主从控制思想,构建适用于不同受端站极交流故障及两类盈余功率情况的主从能量时序控制逻辑,以实现各站极之间的能量裕度协调利用。最后,在PSCAD/EMTDC平台搭建MMC-MTDC系统仿真模型进行实验验证。仿真结果表明,所提控制策略能够在不依赖耗能装置的前提下,有效协调多站极之间的能量控制,适应多种盈余功率故障情况,成功实现故障穿越。
