关键词： 电流临界连续模式   准谐振   跳周期   NCP1207   超高效率  

摘要： 准谐振技术在AC/DC电源中已广泛使用,这种技术能显著提高电源转换效率,PFM+PWM工作模式及“跳周期”功能使电源在不同功率输出的情况下都可获得较高的整机效率。提出了将该技术运用到低电压输入输出DC/DC电源上的方法,通过一系列优化,运用NCP1207芯片实现了超过80%的超高转换效率。准谐振反激拓扑对比推挽拓扑和传统单端反激拓扑,转换效率有明显的优势,而且结构简单,设计的计算理论值更接近实际调试结果。

关键词： 直流高速开关   在线投退   运行方式   基于电压源换流器的柔性直流输电   混合高压直流输电  

摘要： 特高压多端直流工程中,采用直流高速开关(HSS)配合全/半桥混合模块换流阀的方式来实现直流故障清除和换流站在线投退是现有技术水平下的较佳选择,但HSS极弱的直流电流分断能力对控制保护设备提出了苛刻要求,且该方式下的换流站在线投退策略尚未见报道。基于HSS的电气特性和混合模块换流阀的能力,分析了多端直流系统中HSS的配置原则并设计了HSS典型电路;研究了基于HSS的换流站在线投退策略和多电压源换流器(VSC)换流站协同充电方案;为了保障系统和设备安全,提出了HSS的详细保护策略和动作结果。所提策略均已在昆柳龙混合直流工程中进行了应用,研究结果可为多端直流工程的单站投退方案提供借鉴和参考。

关键词： 直流快速开关   保持机构   灭弧能力   双断口   设计  

摘要： 直流快速开关是直流供电系统的安全保障,起着分断故障电流的作用。相较于交流系统,直流系统对直流快速开关的分闸速度、开断固有时间及灭弧能力的要求更加严格。为提高直流快速开关对直流配电网的实用性,总结了现有直流快速开关操动机构、保持机构及灭弧能力等方面的不足,并在此基础上设计出一种双断口、双灭弧室且具有机械保持结构的新型直流快速开关,极大地提高了直流快速开关的性能,具有广泛的应用前景。

关键词： 太阳能发电   新能源发电   光热发电   风能发电   直流电流   配电系统   科学技术进步奖   获奖情况  

摘要： 获奖情况:2022年中国安装协会科学技术进步奖二等奖一、成果研究背景目前,随着国内外清洁能源(如太阳能发电、风能发电、光热发电等)的快速发展,新能源发电设备(主要输出是直流电源)相应的配电系统也发生了改变,其所需的直流配电元器件应运而生。建设节能、经济的直流供配电系统是新能源和微电网建设的重要内容,而可靠分断直流电流的直流开关柜则是建设直流供配电系统的关键要素之一。

关键词： 共源共栅氮化镓高电子迁移率晶体管   振荡   固态功率控制器   正反馈  

摘要： 该文针对基于共源共栅氮化镓高电子迁移率晶体管(Cascode GaN HEMT)的直流固态功率控制器(SSPC)在开通过程中的振荡问题,利用Spice模型与Q3D软件提取Cascode结构内部寄生参数,结合SSPC实际工作情况和Cascode结构对开通和关断过程进行分析,在Saber软件中对SSPC开通过程进行仿真分析。仿真结果表明,振荡产生的主要原因是,在SSPC开通过程中,Cascode GaN HEMT长时间工作在饱和区,容易受到外界干扰产生振荡,且内部存在正反馈环路。针对该问题,该文提出并联RC吸收电路和增大门级驱动电阻的方案,实验结果表明,所提出的方案可以有效抑制振荡。

关键词： 高压直流输电   基频开关主动换相换流器   基于电网电压定向   单位功率因数   功率因数补偿角  

摘要： 采用可自关断功率的功率半导体器件主动换相换流器(ACC)相对于传统的电网换相换流器(LCC)能够抑制换相失败的风险,相对于电压源型的模块化多电平换流器(MMC)拓扑简单,无需大量的储能元件,体积小、重量轻,因此,ACC在高压直流输电场合有广泛的应用前景。本文针对由两台ACC直流侧串联、交流侧并联组成的组合型ACC,提出一种开关频率为50 Hz的基频开关高功率因数运行方法。与LCC不同,基频开关ACC的触发时刻不受外部电路条件约束,具备触发角超前和触发角滞后两种工作模式,使得组合型基频开关ACC具备调节有功功率和无功功率的能力,能够工作在高功率因数运行状态。此外,本文分析了基于电网电压定向时ACC的功率传输特性,在此基础上,为了进一步提高网侧功率因数,引入功率因数补偿角对基频开关ACC的触发角进行调整,使组合型基频开关ACC的网侧运行在单位功率因数附近。仿真和实验结果均验证了本文理论分析及所提出的功率因数控制方法的正确性和有效性。

关键词： 分接开关   直流功率   触发角   关断角   无功补偿  

摘要： 换流变压器分接开关是影响特高压直流系统安全可靠运行的关键一次设备。考虑到当前分接开关制造工艺和使用寿命的现状,通过优化直流系统运行控制策略降低开关设备动作频次具有较高的必要性。基于换流器稳态数学模型和直流功率模型,通过松弛换流阀控制角约束,提出基于固定换流变压器分接开关挡位的直流功率控制方法。基于控制角与直流功率的关系,优化换流变压器分接开关的初始挡位,实现直流系统功率的全范围调节。分析固定分接开关挡位对控制角、无功补偿影响,新的控制方法将增大直流系统整流侧触发角和逆变侧关断角并增加额外的无功功率,但避免了分接开关的频繁动作。CIGRE测试系统电路的仿真计算结果验证了所提方法的有效性和分析结论的正确性。

关键词： 直流开关器件   极限性能测试   容性接通能力   极限分断能力   短路耐受能力  

摘要： 针对直流开关器件在容性接通能力、极限分断能力和短路耐受能力的极限性能测试需求,设计了一款新型的满足150~1 200 V直流开关器件极限性能测试系统,包括系统的主回路拓扑设计、控制单元设计、核心器件的设计选型以及操作界面设计。提出了一种通过超级电容存储能量,利用IGBT作为控制单元,满足短时大电流、高功率输出的极限性能测试系统。研制的测试系统响应速度达到微秒级,时间控制准确度小于0.5 ms,满足直流开关在1~12 kA的极限工况性能测试要求,同时解决了该类测试平台对于电网容量的依赖。

摘要： 本文研究一种无变压器、无耦合电感的新型单开关高增益变换器，通过将电压升举单元引入Boost变换器中，实现在较小占空比情况下提高电压增益、降低开关管、二极管电压应力，减小开关管的导通损耗，从而提高变换器的效率。为了进一步提高变换器的动态性能与抗扰动能力，在分析单神经元控制器的基础上，引入免疫反馈机制，文中研究模糊免疫-单神经元PID控制策略，将模糊免疫控制与单神经元智能控制器结合，实现了单神经元比例系数的自整定。最后文中对所提变换器和控制策略进行了仿真研究，并设计了一台输出200V/0.5A的实验样机进行实验验证。仿真和实验结果均表明：该变换器可在较小占空比情况下获得较高电压增益；通过与传统的PID控制策略相比，模糊免疫-单神经元PID控制策略能更有效抑制系统扰动，提高变换器的动态性能，具有更强的自适应能力和鲁棒性。

关键词： 直流开关   失效模式   满意度  

摘要： 文章主要通过直流开关常见的失效模式分析,剖析其发生的根本原因,一方面帮助直流开关生产厂家完善其产品质量,另一方面提高用户使用规范,综合提升用户的满意度。直流开关具有低功耗、高切换能力等优点,随着“十四五”发展,相关产业对其产品质量和指标提出更高要求,文章主要通过直流开关常见的几种失效模式,从产品原理、典型用户失效案例等几个方面,剖析其发生的根本原因,一方面帮助直流开关生产厂家完善其产品质量,另一方面又提高了用户使用规范,综合提升用户的满意度,最终实现“四十五”高质量发展理念。