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解析高压集成门极换流晶闸管的开启电压平台
Decipher Turn-On Voltage Plateau of High-Voltage Integrated Gate Commutated Thyristors
Jinpeng Wu · Jianhong Pan · Chunpin Ren · Jiapeng Liu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
高压集成门极换向晶闸管（IGCT，反向阻断型）是混合式电网换相换流器抵御换相失败的合适器件。在导通过程中，当电流上升率 $di/dt$ 高达千安每微秒时，会出现电压平台现象。为了解析这一现象的机理和潜在风险，本文聚焦于电压平台的微观过程及影响因素，发现注入空穴不足抑制了空间电荷区的放电过程，从而导致该现象的出现。此外，本文还阐明了其热稳定性和长期可靠性。本文在科学和技术层面均有助于高压 IGCT 器件的研发。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于高压集成门极换流晶闸管（IGCT）开通电压平台现象的研究具有重要的技术参考价值。IGCT作为一种高压大功率半导体器件，在我们的大功率光伏逆变器、储能变流器以及柔性直流输电系统中具有潜在应用前景。 该研究揭示了IGCT在高di/dt（kA/μs级）开通过程中出现电压...
考虑LCC-HVDC与新能源电站动态交互的暂态过电压分析与抑制
Analysis and Suppression for Temporary Overvoltage Considering Dynamic Interactions Between LCC-HVDC and Renewable Energy Plants
Xinyu Liu · Jierui Huang · Di Zheng · Huanhai Xin 等5人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年2月
暂态过电压（TOV）严重制约可再生能源电力的输送与利用，尤其在采用电网换相换流器高压直流（LCC-HVDC）系统送电时。本文通过划分系统暂态过程阶段，揭示换相失败期间送端系统的TOV机理，并量化重复换相失败下交流电压与直流电流的演化特性。进一步分析新能源电站与LCC-HVDC控制参数对TOV的影响，提出参数协同优化方法以抑制过电压；当系统趋于闭锁时，确定最优闭锁时机以降低闭锁引发的TOV。基于典型算例的电磁暂态仿真验证了所提方法的准确性与有效性。
解读: 该研究对阳光电源大规模新能源并网系统具有重要应用价值。针对LCC-HVDC换相失败引发的暂态过电压问题，可直接应用于PowerTitan储能系统和SG系列光伏逆变器的控制策略优化。研究提出的参数协同优化方法为阳光电源构网型GFM控制技术提供理论支撑，通过优化储能变流器的电压/无功控制参数与HVDC系...
一种抑制过电流并抵御LCC-HVDC系统换相失败的非线性电阻子模块控制方案
A Control Scheme of Nonlinear Resistance Submodules to Suppress Overcurrent and Resist Commutation Failure in LCC-HVDC Systems
Yindi Liu · Xiangjun Zeng · Yiping Luo · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年8月
为抑制基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）系统中的换相失败（CF），本文提出一种非线性电阻子模块（NRSM）拓扑结构。故障后首个工频周期内，依据特定控制逻辑，NRSM通过集成门极换流晶闸管（IGCT）将金属氧化物避雷器（MOA）接入系统，既可抑制直流侧过电流，又能辅助换相过程，有效降低对其他辅助换相装置的要求，从而完全消除CF。本文首先分析直流过电流的产生机理及其影响因素，进而阐述NRSM的工作原理与协调控制策略，并研究避雷器电压与直流过电流及熄弧角之间的关系。最后通过PSCAD仿真...
解读: 该非线性电阻子模块（NRSM）技术对阳光电源储能变流器和电网支撑产品具有重要借鉴价值。文中基于IGCT和MOA的过电流抑制方案可应用于ST系列储能变流器的直流侧保护设计，特别是在电网故障穿越场景下，通过非线性电阻快速限流可提升PowerTitan大型储能系统的故障耐受能力。该控制策略与阳光电源构网型...
通过增强故障后系统强度抑制级联连接模式下带同步调相机的特高压直流换相失败
Suppression to Commutation Failure of UHVDC in Hierarchical Connection Mode With Synchronous Condenser by Enhancing Post-Fault System Strength
Shenghu Li · Yikai Li · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年1月
在级联连接模式下，特高压直流输电逆变侧同步调相机（SC）的无功功率影响系统强度及对换相失败（CF）的抑制效果。本文提出包含SC无功响应的动态短路比（DSCR）以量化故障后系统强度，并设计基于DSCR的协调控制策略。创新点包括：推导了计及双网等效阻抗与层间耦合的DSCR解析表达式，采用带遗忘因子的递推最小二乘与鲁棒估计方法实现DSCR在线辨识；建立多目标优化模型整定SC励磁参数以提升DSCR；提出基于增强DSCR的协调控制策略调节直流电流抑制CF。仿真验证了DSCR估计精度及该控制策略在不同故障下...
解读: 该研究的动态短路比（DSCR）在线辨识与协调控制技术对阳光电源储能系统产品线具有重要应用价值。针对PowerTitan大型储能系统在特高压直流受端电网的并网场景，可借鉴其递推最小二乘算法实现系统强度实时评估，优化ST系列储能变流器的构网型GFM控制策略。该研究提出的多目标优化励磁参数整定方法可应用于...