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基于滑模控制理论的MMC-MTDC自适应下垂控制策略被引量：1: 2017年; 传统MMC-MTDC下垂控制策略中常采用PI双闭环控制,系统的暂态特性较差。为提高系统响应速度和稳定性,提出基于滑模理论的自适应下垂控制策略。控制器采用双闭环级联控制结构,其中内环控制器根据滑模变结构在dq坐标系下对MMC非线性数学模型进行建模,设计积分滑模面和降低系统抖振的指数趋近律控制器;外环控制器根据MMC实时容量与功率参考指令的比较设计自适应下垂控制器,使MMC根据实际情况"量力而行"。最后在PSCAD/EMTDC中建立4端MTDC模型,在2种工况下进行验证,结果表明所提控制策略可以有效避免系统暂态时裕度较小的MMC满载,还具有较高的动态性能和响应速度。; 宋平岗董辉刘武周振邦; 关键词：模块化多电平换流器多端直流输电系统滑模控制

一种基于耦合电感的模块化多电平变流器控制被引量：13: 2015年; 对一种新型结构MMC进行了原理分析,该结构采用耦合式(带中心抽头)桥臂电感,由于上、下桥臂的严格对称性,上、下桥臂基波电流反相,耦合电感的引入在很大程度上降低了桥臂单个电感上的压降,进而有效地抑制了桥臂环流。进一步对排序控制进行改进,改进后的排序法更利于上、下桥臂的充放电平衡,同时还能进一步稳定直流侧电流。最后利用Matlab/Simulink软件搭建了每相10个模块的MMC仿真模型。仿真结果表明了耦合电感结构的优势以及提出的改进排序法的有效性。; 袁义生朱本玉; 关键词：模块化多电平耦合电感

MMC-RPC的功率同步平坦控制策略被引量：8: 2019年; 为解决牵引供电系统中电能质量差、抗扰动性弱以及常规解耦矢量控制中短路比对锁相环参数的影响问题,在功率同步控制的基础上,结合电流矢量控制和微分平坦理论,提出一种适用于模块化多电平换流器型铁路功率调节器的功率同步平坦控制策略。功率同步环将模块化多电平换流器模拟成同步发电机,为牵引网提供惯性支撑。基于微分平坦的电流环由前馈控制和动态误差反馈2个部分组成,能有效限制短路电流,提高了电流环的动态响应特性。在MATLAB/Simulink中搭建仿真系统,通过与功率同步控制策略进行对比,并在3种不同工况下进行仿真,仿真结果验证了该控制策略响应速度快且精度高。; 宋平岗周鹏辉肖丹杨声弟; 关键词：模块化多电平换流器

基于最优潮流理论的MMC-MTDC直接功率控制策略被引量：5: 2018年; 为了降低多端直流输电系统中电网三相不平衡故障对系统直流电压、功率调节的准确性和快速性的不良影响,基于最优潮流控制理论提出一种直接功率控制策略。首先分析系统损耗对网络潮流的影响,提出无需知道网络参数的最优潮流优化方法,得出期望功率参考指令;然后在对模块化多电平换流器瞬时功率特性分析的基础上,以消除电网不平衡时直流电压波动为目标设计直接功率控制器,针对故障电压降落和交流侧负序电流对功率参考指令进行修正,并采用前馈解耦控制直接建立功率与电压的关系。最后在PSCAD仿真平台上搭建四端直流输电系统,结果表明该控制策略在稳态和暂态故障情况下都可实现系统潮流最优分配和直流电压稳定的目的。; 宋平岗董辉周振邦罗剑; 关键词：模块化多电平换流器多端直流输电系统直接功率控制

地铁供电系统APF谐波抑制研究被引量：8: 2016年; 随着电力电子变频器装置以及各种非线性负载的大量使用,地铁供电系统的谐波也随之增多。地铁牵引变电所采用24脉波整流机组进行整流极大地降低了牵引供电系统的低次谐波。但这主动式谐波治理方案并不能有效减少地铁低压供配电系统谐波含量。为进一步减少供电系统的谐波,提出在降压变电所0.4 k V侧安装有源电力滤波器(active power filter,APF)以对低压侧谐波进行有效治理。阐述了24脉波整流机组以及APF的工作原理;在基于瞬时无功功率理论的ip-iq法的基础上引入平均电流控制器和PI调节器替代低通滤波器,提出一种改进型的谐波电流检测方法并在此基础上对APF的控制策略进行分析;最后在Matlab/Simulink平台构建仿真模型进行验证,仿真结果表明所提出的基于谐波电流检测算法改进型的地铁供电系统APF对谐波抑制的有效性。; 宋平岗陈欢章伟游小辉罗剑周振邦; 关键词：供电系统瞬时无功功率理论谐波补偿

基于模块化多电平换流器的牵引供电负序治理被引量：11: 2015年; 为解决牵引变的负序问题并补偿无功功率,采用两组单相模块化多电平换流器MMC背靠背连接构造铁路功率调节器RPC,直接接入牵引网。首先,建立了单相MMC数学模型;然后通过二阶广义积分构造正交虚拟分量,将其转换到旋转坐标系下,设计双闭环控制器,并以V/v牵引变为例,定量分析并补偿有功和无功;最后,在Matlab中搭建了基于MMC-RPC向V/v牵引变提供负序治理及无功补偿的仿真系统。仿真结果证明了MMC运用到RPC的可行性以及控制策略的有效性。; 宋平岗林家通李云丰吴继珍; 关键词：负序

新型牵引供电系统中MMC变流器环流无源抑制策略: 2018年; 为解决现行电气化铁路牵引供电系统中过分相和电能质量低等问题,介绍一种新型牵引供电系统。利用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在电网和接触网之间构建直流网络,由于MMC桥臂之间电压不等,导致内部产生相间环流影响系统运行。本文从能量控制的角度出发,提出一种环流无源抑制策略。建立dq坐标系下的相间环流EL模型,根据无源控制理论证明环流具有无源性;通过注入阻尼的方法,选取适当的无源控制规律,让系统能量实际值快速收敛于期望值。利用PSCAD/EMTDC仿真平台建立三相—单相新型牵引供电系统模型,结果表明:通过改变投入状态的子模块个数来控制能量,使上、下桥臂电压之和趋近于直流电压,达到抑制环流的目的。; 宋平岗董辉周振邦吴继珍孙楠楠; 关键词：牵引供电系统模块化多电平换流器

功率耦合与阻感比结合的MMC-RPC新型下垂控制策略被引量：1: 2018年; 并联在牵引供电臂上的铁路功率调节器RPC(railway power conditioner)与供电臂间的连接线路上会产生电能损耗,使得RPC无法对牵引网中的电能达到有效、精准的治理效果。以采用模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器MMC-RPC(modular multilevel converter-rail power conditioner)为研究对象,对其进行建模,推导出其交流侧P-f与Q-U之间的关系,建立传统的下垂控制方式。在此基础上考虑传输线路的阻感影响,提出一种改进型的下垂控制策略,它采用功率耦合的方式,并引入阻感比参数,它能更加灵活有效地跟踪MMC-RPC的期望出功率。最后在MATLAB\Simulink中模拟实际工况对MMC-RPC系统进行仿真,仿真结果验证了所提下垂控制策略对于MMC-RPC系统的有效性;与传统下垂控制的仿真结果相对比,进一步说明了这种改进方式的优越性。; 宋平岗周振邦林家通董辉; 关键词：模块化多电平换流器电能质量

适用于MMC-MTDC的自适应斜率平坦控制策略被引量：8: 2017年; 为了维持模块化多电平换流器多端直流输电系统的电压稳定及换流站间功率的平衡,提出一种基于微分平坦理论的自适应斜率控制策略。控制器分为前馈双环控制和动态误差反馈控制:前馈控制根据系统期望平坦输出参考轨迹和系统状态变量及输入变量之间的函数关系,得到控制系统的主导控制量;误差线性反馈控制可以消除系统扰动和外界干扰对规划轨迹的影响,增强系统响应速度和稳态暂态特性。最后建立五端MMC-MTDC模型,分别在稳态潮流翻转和主站故障退出2种工况下进行仿真验证。结果表明该控制策略可以根据电压变化方向及换流站裕度对下垂曲线斜率实时控制,避免换流站满载甚至过载运行,达到各个换流站之间功率的最优分配。; 宋平岗董辉周振邦; 关键词：模块化多电平换流器多端直流输电系统

MMC-RPC的虚拟同步机建模及控制方法被引量：1: 2018年; 牵引供电系统是一个典型的弱交流系统,存在系统惯性低、抗扰动性差等缺陷。模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器(MMC-RPC)可有效治理牵引网中的电能质量问题,但传统控制方式下的MMC-RPC无法对牵引供电系统提供惯性支撑,其输出功率反而会受弱交流系统的影响。虚拟同步机技术使换流器具有同步电机的内外特性,能有效地为电力系统提供惯性支撑。文章针对MMC-RPC左侧换流器采用虚拟同步电机内环、功率外环的控制策略,并建立小信号模型进行分析,最后通过仿真验证了该控制策略的可行性。; 宋平岗周振邦董辉文发; 关键词：牵引供电系统模块化多电平换流器小信号模型

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国家自然科学基金(51367008)

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