电工技术学报  2018, Vol. 33 Issue (zk2): 511-518    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L80555
电力系统 |
基于模块化多电平矩阵变流器的可调速抽水蓄能系统
范博然, 王奎, 李永东, 郑泽东, 许烈
电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京 100084
Adjustable-Speed Hydraulic Pumped Storage System Based on the Modular Multilevel Matrix Converter
Fan Boran, Wang Kui, Li Yongdong, Zheng Zedong, Xu Lie
State Key Lab of Control and Simulation of Power System and Generation Equipments Department of Electrical Engineering Tsinghua University Beijing 100084 China
全文: PDF (70358 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 可调速抽水蓄能电站可以有效平抑新能源出力波动,增强电网对新能源发电的消纳能力。模块化多电平矩阵变流器(M3C)作为一种极具潜力的高电压、大容量、组合式多电平变流器,可以有效满足可调速抽水蓄能系统对超大容量交交电能变换装置的需求。为解决目前可调速抽水蓄能系统中电力电子变换装置容量小、谐波大、调节速度慢等问题,提出一种基于M3C的可调速抽水蓄能系统,可显著增强可调速抽蓄电站对电网的频率调节能力。为验证相关分析,搭建了10kW具有27个子模块的M3C实验平台,以全功率型M3C带感应电机为例,验证了M3C抽水蓄能系统在水泵及发电模式下的全频域运行特性。
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范博然
王奎
李永东
郑泽东
许烈
关键词 模块化多电平矩阵变流器可调速抽水蓄能全频域控制直接交交变换    
Abstract:Adjustable speed pumped storage hydropower plants can effectively compensate the power fluctuations resulted from the renewable energy generation. As a modular cascaded direct AC to AC multilevel converter, the modular multilevel matrix converter (M3C) is a promising topology to meet the super high-voltage and high-power demand of hydraulic pumped storage plants. To improve the frequency regulation capability and the system operation efficiency, the paper proposed a M3C based hydraulic pumped storage system. A 10kW M3C prototype with 27 modules had been established to verify the full-frequency operation of the M3C under pump and generator operation.
Key wordsModular multilevel matrix converter (M3C)    adjustable speed hydraulic pumped storage    full frequency control    direct AC-AC conversion   
收稿日期: 2018-07-01      出版日期: 2019-02-15
PACS: TM46  
通讯作者: 范博然 男,1989 年生,博士,研究方向为多电平变流器拓扑及其控制。E-mail: fbr13@tsinghua.org.cn   
作者简介: 王奎 男,1984 年生,博士,助理研究员,研究方向为高压大容量多电平变流器与电机控制。E-mail: wangkui@tsinghua.edu.cn
引用本文:   
范博然, 王奎, 李永东, 郑泽东, 许烈. 基于模块化多电平矩阵变流器的可调速抽水蓄能系统[J]. 电工技术学报, 2018, 33(zk2): 511-518. Fan Boran, Wang Kui, Li Yongdong, Zheng Zedong, Xu Lie. Adjustable-Speed Hydraulic Pumped Storage System Based on the Modular Multilevel Matrix Converter. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018, 33(zk2): 511-518.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L80555          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2018/V33/Izk2/511