基于三相串联MMC的直流输电线路中间落点控制策略研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51507093
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0704.电力系统与综合能源
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

To increase the flexibility of traditional high voltage direct current transmission (HVDC), this project proposes a novel HVDC tap based on the three-phase series-connected modular multilevel converter (SC-MMC). However, there exist the following issues to be solved: the unbalance of dc voltages under ac faults of this tap, the control strategy of SC-MMC tap connected to weak ac grid and the coordination strategy between the tap and main HVDC converters. This project starts to investigate the operation principle and dynamic behavior of SC-MMC tap, and takes advantage of the ac power regulation to balance the dc voltages under ac faults, and then proposed a set of control and protection strategy of SC-MMC tap under ac faults. Furthermore, this project extends the research to the external grid that SC-MMC tap connects with: at ac side, the synchronous generator emulation control for SC-MMC tap is proposed to increase the support to the weak ac grid; at dc side, the interaction between the tap and main converter is first investigated and the control strategy especially for the traditional HVDC with tap is designed to minimize the interference that the tap could cause to the main converter, and the simulation to validate the proposed control strategy is performed on the scenario based on the real traditional HVDC project. Finally, this project aims to propose the HVDC tap theory based on SC-MMC, which will provide theoretical support for its application in prospective multi-terminal HVDC projects in China.
为增加点对点的传统直流输电的灵活性,本项目提出了一种基于三相串联模块化多电平换流器(MMC)的直流输电线路中间落点,但是该落点在交流故障下存在相间直流电压不平衡问题,落点会对主换流站的运行产生干扰,其接入的弱交流电网还容易发生频率波动和低频振荡。为此,本项目从落点本身的运行机制和动态特征入手,利用交流侧有功功率控制实现落点交流故障下的相间直流电压平衡,提出落点在交流故障下能够安全稳定运行的控制保护策略;然后拓展到落点与外部电网的相互影响机理及协调控制问题,在交流侧,研究适用于三相串联MMC落点的模拟同步发电机控制方法,加强落点对接入交流电网的支撑;在直流侧,分析落点与主换流站的相互影响机理,研究带有中间落点的传统直流系统的控制方式,减小落点对主换流站的干扰,并以实际工程为蓝本对所提控制策略进行仿真验证。本项目将为三相串联MMC落点的实际应用奠定理论基础,相关理论可推广至多端直流输电领域。

结项摘要

为增加点对点的传统直流输电的灵活性,本项目提出了一种基于三相串联模块化多电平换流器(MMC)的直流输电线路中间落点,但是该落点在交流故障下存在相间直流电压不平衡问题,落点会对主换流站的运行产生干扰,其接入的弱交流电网还容易发生频率波动和低频振荡。为此,本项目研究了:MMC落点在交流电网故障下的控制保护策略、MMC落点的虚拟同步控制策略和MMC落点与主换流站的协调控制策略。在研究过程中,根据国内外MMC的发展趋势和应用中出现的新问题,对以上研究内容进行了扩展和深化,研究了:采用不同模块结构时MMC落点的高效仿真模型、用于稳定分析的MMC落点降阶小信号模型和含MMC落点的交直流动态潮流计算方法。项目建立了一套基于相间功率平衡的三相串联MMC通用控制策略,实现了MMC落点在交流故障下的安全稳定运行、接入弱电网时的虚拟同步控制以及与主换流站的协调控制,为其实际应用了提供了理论基础。项目完成了预定的研究目标。扩展和深化后的研究内容产生的研究成果适用于更加广义的MMC落点,为解决多端混合直流输电升级为直流电网时所涉及的稳定分析与控制、仿真建模和潮流计算三大问题提供了基本思路。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Reduced-order small-signal models of modular multilevel converter and MMC-based HVDC grid
模块化多电平换流器和基于MMC的HVDC电网的降阶小信号模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Quanrui Hao;Zheng Li;Feng Gao;Jing Zhang
  • 通讯作者:
    Jing Zhang
三相串联VSC的通用控制策略
  • DOI:
    10.13648/j.cnki.issn1674-0629.2016.02.001
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    南方电网技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭宝甫;徐军;郝全睿;高峰
  • 通讯作者:
    高峰
模块化多电平换流器的降阶小信号模型研究
  • DOI:
    10.13334/j.0258-8013.pcsee.171236
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李正;郝全睿;尹晓东;王淑颖
  • 通讯作者:
    王淑颖
含VSC-HVDC的交直流混合网络的动态潮流计算方法
  • DOI:
    10.13335/j.1000-3673.pst.2017.2689
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    电网技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈域;郝全睿;张静
  • 通讯作者:
    张静
三相串联MMC直流换流站在交流故障下的控制策略研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电力系统保护与控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王春义;郝全睿;高峰;曹相阳;孔鹏
  • 通讯作者:
    孔鹏

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其他文献

考虑内部动态约束的MMC功率运行区间的确定及控制方法
  • DOI:
    10.6040/j.issn.1672-3961.0.2019.776
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    山东大学学报. 工学版
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张锋;杨桂兴;岳晨晶;郝全睿;李东
  • 通讯作者:
    李东

其他文献

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郝全睿的其他基金

不对称交流电压下MMC及柔性直流电网基于小信号方法的稳定性研究
  • 批准号:
    51877125
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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