mmc型逆变器

LCC 和 VSC (MMC) 的底层特性区别

本文主要探讨了LCC（电流源换流器）和VSC（电压源换流器）在底层特性上的区别，尤其关注它们在高压直流输电中的应用，例如MMC（模块化多电平换流器）。LCC的基础是电流源逆变器，其特点是直流电流确定，通过改变电压极性控制能量流动，只有一个控制自由度。相反，VSC使用电压源逆变器，电流双向流动，具备两个控制自由度，能独立控制有功和无功功率，更灵活。

在高压直流输电中，VSC（如MMC）可以看作是一个无转动惯量的电动机或发电机，其电流和电压均能灵活控制，这与LCC的单向控制形成对比。VSC的控制策略通常包括双闭环系统控制和子模块级的电压均衡等，这些特性使得VSC在直流输电中的“柔直”特性更加明显。

尽管VSC技术在控制复杂度上高于LCC，但这种灵活性和控制能力使得它在高压直流输电中有着显著的优势，尤其是在多端系统中，VSC能够更好地实现功率的灵活转移。下一篇文章将深入讨论点对点和多终端MMC-HVDC的控制策略。

EMTP-RV 基于模型的软件仿真和分析电力系统

强大的电力系统仿真与分析新引擎，EMTP-RV引领未来。这款基于Windows的图形化软件，是EMTP发展团队与CEATI长达20多年合作的杰作，重塑了经典电力系统暂态模拟工具，为电力领域的暂态变化提供了全能的解决方案。

EMTP-RV标准库犹如电力系统研究者的宝库，其详尽的功能模块助力复杂模拟。涵盖了电机模型的精细描绘、电缆模型的精确细节，包括模拟磁芯饱和和迟滞现象的完整变压器模型，以及扩展的控制设备和HVDC模块，满足了多种电磁、机电和控制系统暂态的仿真需求。

无论雷电冲击、开关浪涌，还是绝缘配合、电力电子设备的动态响应，乃至电能质量分析、电容器组切换和谐振现象，EMTP-RV都能精准模拟，为电力系统工程师提供全方位的支持。例如，对于瞬态恢复电压的模拟，它要求细致的系统频率建模，通过最坏情况模拟揭示断路器的TRV特性，并与实际测试结果进行比对，确保安全裕度。

在可再生能源系统领域，如风电场和光伏电站的接入，EMTP-RV尤为重要。它能帮助评估大型逆变器对电力系统的影响，确保互连设计的优化，同时提供通用模型供公用事业和开发商预研使用。微电网的低惯性和非线性特性，使得EMTP-RV在频率稳定性和电能质量分析上发挥关键作用，包括不平衡潮流研究和保护协调策略的评估。

高压直流输电技术的进步，无论是LCC、VSC还是MMC，都依赖EMTP-RV的精准模拟。它揭示了这些技术在不同场景下的优势，如VSC-HVDC的独立功率控制能力，为复杂电网的稳定运行提供了强大支持。

在大型电力系统中，EMTP-RV作为一款尖端的仿真工具，通过矩阵公式计算技术，实现了高效、精确的潮流模拟。开放式GUI设计，不仅提升了解决复杂设计问题的灵活性，还提供了丰富的实战案例，展示了理论与实践的完美融合。

总之，EMTP-RV以其卓越的性能和全面的功能，为电力系统的研究者和工程师们提供了强大的工具，推动了电力系统的高效、安全与可持续发展。无论你关注的是暂态分析、可再生能源互联，还是高压直流传输，EMTP-RV都是你探索电力系统奥秘的理想伙伴。

研旭电力电子功率硬件 多电平MMC变流控制系统YXPHM-MMC500

南京研旭公司最新研发的YXPHM系列工业级电力电子功率模块，为高校实验室、科研院所以及成品电力电子制造厂商提供了系列功率拓扑模块。模块外壳采用透明亚克力板材，美观实用，方便用户观察内部结构，简洁的输入输出设计，减少了用户对模块中间环节的困扰。YXPHM系列基于模型设计理念，集成在光伏并网逆变器与风机变流器等成熟产品中，结合模块化组件与开放式平台研发经验，进一步集成控制电路、传感器电路与信号处理电路。提供实际控制器接口、快速原型控制器结构与实际控制器模块，为用户提供了性价比更高的模块化产品。

模块化多电平变换器（MMC）是级联型多电平换流器的新型结构，在中高压应用领域具有显著优势。相比于二极管钳位型等多电平拓扑，MMC在电平数高、损耗小、输出谐波小与冗余性上表现出色。与级联H桥结构相比，MMC避免了电容分散导致的中频变压器数量问题。每个MMC子模块结构简单，控制相对容易，可无限拓展。在高电压、大电流应用领域，MMC已有直流输电工程实例。与传统两电平、三电平变换器相比，MMC采用子模块级联方式，避免了IGBT动态均压问题，易于维护和容量扩大，而与CHB相比，MMC省去了移相变压器，子模块数目与承载功率不受限制，通过增加子模块数目灵活扩展电压与功率等级。

多电平MMC变流控制系统设计了最大功率15kW、最大电流25A，交流电压380V、直流电压200V-800V等参数。系统每个桥臂含子模块个数为N=4，每相共2N个子模块，单相共计4N个模块，三相共计6N个模块。单个模块最高耐压650VDC、最大电流25A。模块支持半桥/全桥拓扑，内部集成了驱动及采样电路，具有过压、过流保护功能。子模块采用插拔式设计，配套3U机箱，美观大方，电容与桥臂电感的取值灵活调整。模块能输出母线电压值、交流侧电流值与FB故障信号，LED灯指示电源、运行与故障状态。硬件原理图与编程接口开放。

研旭SP6000快速原型控制器将用户设计的高级语言控制算法（Simulink）转换为DIDO、AIAO量，完成实际硬件控制。通过YX-VIEW6000监控组态软件，用户可以实时监控控制器，完成模型调试与验证。控制算法模型在Matlab中的Simulink工具搭建，通过研旭提供的simulink驱动库，将模型接口与硬件驱动接口绑定，编译成可执行文件，下载至SP6000仿真机运行，实现对被控对象的实际控制。YXSPACE-VIEW6000（VIEW6000）用于配置仿真机外设工作模式，实时监测运行量，包括采集量、中间控制变量等。用户借助6类控件，便捷了解仿真机控制过程。研旭SP6000仿真机采用插卡式结构，包含CPU板卡、模拟采集ADC板卡、模拟输出DAC板卡、数字输出DO板卡、数组输入DI板卡、PWM板卡、QEP/CAP板卡。其板卡配置安装图提供了详细布局。上位机监控软件VIEW6000采用组态式交互界面，方便查看仿真机工作信息。

MMC变流器原理

深入解析：MMC变流器的工作原理与优势

在电力系统中，变流器扮演着关键角色，其核心原理如理想变流器的等效电路，揭示了功率传输的奥秘。图1展示了变流器如何将有功功率从相位超前侧流向滞后，无功功率由电压幅值高侧导流至低侧，构建了电力交互的桥梁。

MMC（多电平逆变器）主回路的创新设计，如图2所示，西门子和中国电科院的VSC-HVDC工程，展现了技术的卓越特点。首先，MMC采用的开关器件耐压低，对器件一致性要求不高，降低了设备成本。其次，它采用多电平结构，能有效降低谐波，提升系统运行的平滑性。开关频率低，损耗减小，使得系统效率显著提升。

MMC的独特结构使其能轻易实现背靠背连接，能量流动双向进行，无需额外的输出变压器，显著节省空间与成本。模块化设计便于容量扩展和冗余配置，提高了系统的灵活性和可靠性。但同时也带来挑战，如桥臂环流问题，需要通过精确的控制来抑制。

图4揭示了背靠背MMC的拓扑，换流器桥臂电流包括电网电流、直流电流和环流分量。桥臂电流的复杂性要求精细的控制策略，以保证电网的稳定运行。图5详细描绘了各个电流分量的路径，揭示了每相桥臂的电压和电流动态。

在子模块设计中，HBMMC拓扑结构如图7所示，通过T1和T2开关单元的巧妙设计，子模块可灵活地在电容电压Uc与0之间切换，实现三种工作状态，确保了输出的高效控制。

主回路参数设计中的桥臂电感Larm至关重要，它起到交流连接、抑制环流和保护短路的作用。在实际应用中，电感的选择需平衡电感的压降、成本和系统稳定性，通过仿真优化，已将电感量从20mH减小到3mH，显著提升了系统性能。

功率模块的直流电容则是决定电容电压波动范围的关键参数，通过合理计算，确定了10mF的电容值，以满足稳定运行的需求。主回路参数的调整，无论是减小电容还是增加，都会影响输出电流波形，必须精细调整以保持系统稳定。

最后，控制功能设计采用双闭环控制方法，实现精确的有功和无功功率控制，确保在变频工况下，功率单元的稳定运行。通过外环控制器，两台换流器协同工作，实现功率的灵活传输。

总的来说，MMC变流器以其独特的架构和精密的控制技术，为电力系统的高效、稳定运行提供了强有力的支持。每个环节的设计都体现出其在电力系统中的不可或缺性，展示了其在现代电力技术中的重要地位。

换流和变电是一回事吗

换流与变电虽有相似之处，但实则为电力系统中不同层面的技术。换流是指将交流电转换为直流电，或反之，这一过程通常应用于远距离、大容量电力传输，或是连接不同频率的电网。换流系统通过换流变压器和相关电子器件，如整流器和逆变器，实现这种能量转换，具有较大的功率容量和更远的输电距离，有助于减少线路损耗并提升电力系统的稳定性。而变电则是通过变压器将高压电网的电能转换为适合输送和分配的电压等级，并配备有保护、控制和监测设备，确保电力系统的安全和稳定运行。

变电站作为变电的核心，集成了多种设备，如变压器、开关设备、保护装置和控制装置等。这些设备共同工作，将电力系统中不同电压等级的电能进行转换和分配。换流技术与变电技术各自发挥着独特的作用，前者专注于远距离传输，后者则侧重于电压调整和系统保护。因此，尽管两者在电力系统中扮演着不同的角色，但它们常常需要协同工作，以满足复杂的电力传输和分配需求。

在实际应用中，换流技术与变电技术往往结合使用，通过这种方式可以更好地适应电力系统的复杂要求。例如，换流技术可以用于远距离大容量输电，而变电技术则用于确保电力系统的电压匹配和安全稳定。这种结合不仅提高了电力系统的整体效率，也增强了其灵活性和可靠性。在现代电力系统中，换流和变电技术的融合已成为实现高效、可靠电力传输的关键。

此外，随着技术的发展，换流和变电技术也在不断进步。例如，新型换流技术如模块化多电平换流器（MMC）正逐渐取代传统的换流技术，提供更高的效率和更小的占地面积。而在变电方面，智能变电站的应用也日益增多，通过引入先进的传感和通信技术，实现了电力系统的智能化管理和优化运行。这些新技术的发展不仅提高了电力系统的性能，也为未来的电力系统设计提供了更多可能性。

总而言之，换流与变电虽然在功能上有所区别，但在电力系统中发挥着不可或缺的作用。通过合理利用这两种技术，可以有效提升电力系统的传输效率和稳定性，满足日益增长的电力需求。

电工技师考试试题

一、 填空题

1、感生电动势的方向可根据 （ 楞次 ）定律来确定。

2、涡流损耗与交变磁通的（ 频率 ）磁路中磁感应强度的最大值及铁心厚度有关。

3、磁通势越大，产生的磁通越多，说明 (磁场) 越强。

4、放大电路中，当基极直流电流I确定后,直流负载于输出特性曲线上的交点,称为电路的 (静态工作点 )。

5、直流差动放大电路可以放大差模信号,抑制( 共模信号 )。

6、在串联稳压电路中，如果输入电压上升，调整管压降应（相应增大　　　　），才能保证输出电压值不变。

7、基本逻辑门电路有“与”门，“或”门，和　(非　　)门，利用此三种基本逻辑门电路的不同组合，可以构成各种复杂的逻辑门电路。

8、一异步四位二进制加法计数器，当第四个CP脉冲过后，计数器状态变为(0100 )

9、三相半控桥式整流电路的移相范围为( 0~18 0 )。

10将直流电源的(　恒定　　)电压变换为可谓直流电压的装置称为直流斩波器。

11、晶闸管逆变器的作用是把直流电变成（交流电 ）。

12、电力场效应管(MOSFET)是利用改变电场来控制固体材料导电能力的有源器件，属于（电压控制原件。

13、变压器运行性能的主要指标有两个，一是一次侧端电压的变化，二是（效率　）

14、直流电机的电枢反应是指（电枢　　）磁场对主磁场的影响

15、步进电动机工作时，每输入一个（电脉冲）电动机就转过一个角度或前进一步

16、闭环调整系统中，造成系统不稳定的主要原因是（系统放大倍数过大）

17、在转速负反馈系统中，给定电压和反馈电压是（一串联的，且极性相反

18、微型计算机的核心是（　CPU　）

19、OR－LD是电路块并联连接指令

20、溢流阀的作用主要有两个：一是起溢流和稳压，二是起（限压保护　　　　　　　）

二选择题

21、线圈自感电动势的大小与（D　　）无关

A、线圈中电流的变化率　 B、线圈的匝数

C、线圈周围的介质　　　　D、线圈的电阻

22、铁磁物质的相对磁导率是（　C　　）

A

23、当只考虑求解复杂电路中某一条支路电流电压的情况，采用（　A　）比较方便

A、支路电流法　　　B、回路电流法　　C、戴维南定理　　　D、叠加原理

24、电机或变压器铁心中，相互绝缘的硅钢片每片的厚度为（　B　）

A、0.35－0.5mm　　　　B、0.25-0.3mm

C、0.45-0.6mm D、0.15-0.25mm

25、SR－8型双踪示波器中的电子开关有（　B　）个工作状态

A、4 B、5 C、6 D、7

26、一般要求模拟放大电路的输入电阻（A　　）

A、大些好，输出电阻小些好　B、小些好，输出电阻大些好

C、和输出电阻都大些好　　　　D、和输出电阻都大些好

27、晶体管串联型稳压电源中的调整管工作在（C　　　）状态

A、饱和　　B、截止　　C、放大　　　D、任意

28、“异或”门的逻辑表达式为（　A　）

A、F＝AB＋AB　　B、F＝AB＋AB　　C、F＝A＋B＋C　D、F＝ABC

29、组合逻辑电路在任意时刻的输出状态，仅取决于该时刻的（　A　）

A、电路状态　　B、输入状态　　C、电压高低　　　D、电流大小

30、计数器主要由（　A　）

A、触发器　　B、显示器　C、RC环形多谐振荡器　　D、石英晶体多谐振荡器

31、在三相半波可控整流电路中，当负载为电感性时，负载电感量越大，则（ B ）

A、导通角越小 B、导通角越大 C、 输出电压越高 D、输出电压越低

32、电力晶体管（GTR）在使用时，要防止（ D ）

A、时间久而失效 B、工作在开关状态 C、静电击穿 D、二次击穿

33、通常对功率在1千瓦以上的电机，成品试验电压可取（D ）

A2UN+220伏 B2UN+380伏 C2UN+500伏 D2UN+1000伏

34、直流电机换向磁极的作用是（D ）

A、产生主磁通 B、 产生电枢磁通 C、产生换向电流 D、 改善电机换向

35、直流测速发电机从原理和结构上看主要是一种（ A ）

A、直流发电机 B、交流发电机C、 同步发电机 D、 直流整流发电机

36、直流电动机绕组直流电阻的测定最好选用（ D ）

A、兆欧表 B、万用表 C、 单臂电桥 D、 双臂电桥

37、双闭环系统中不加电流截止负反馈，因为（ B ）

A、有转速环保证 B、 有电流环保证

C、有比例积分调节器保证 D、有速度调节器的限幅保证

38、带有速度、电流双闭环调速系统，在启动时，调节作用主要靠（A ）实现

A、电流调解器 B、比例、积分调节器

C、速度调节器 D、 电流、速度调节器

39、PLC可编程序控制器，整个工作过程分五个阶段，当PLC通电运行时，第四个阶段应为（B ）

A、与编程器通讯 B、 执行用户程序 C、读入现场信号 D、 自诊断

40、变配电所运行管理的定期分析应多长时间一次（A ）

A、一个月 B、3个月 C、6个月 D、 1年

三、判断题

41、两根平行的直导线同时通入相反方向的电流时，相互排斥。（　对　）

42、当只考虑求解复杂电路中某一支路电流电压的情况时，采用叠加原理方法解析比较方便。（ 错 ）

43、射极输出放大电路就是一个电压串联负反馈放大电路。（　对　）

44、移位寄存器可将串行码换成并行码，也可将并行码转换成串行码。（　对　）

45、三相桥式半控整流电路中，任何时刻都至少有两只二极管是处于导通状态。（　错　）

46、交流测速发电机的转子上装有两个互差90度的绕组。（　错　）

47、调整系统中采用电流正反馈和电压负反馈是为提高直流电动机硬度特性，扩大调速范围。（　对　）

48、桥式电路既可以直接编程，也可改后编程。（　错　）

49、C系列P型PC指令“00#0015”中，定时器的设定值是15秒。（错　　）

50、定轴轮系可以把旋转运动变成直线运动。（　对　）

四、简答题

51、什么叫零点飘移？产生零点飘移的原因是什么？

答:当放大器输入端短路时,在输出端产生的无规律的变化缓慢的电压的现象叫零点飘移.

原因是温度变化对晶体管参数的影响以及电源电压的波动等

52、直流电机换向火花过大的主要原因是哪些？

答:1电刷与换向器接触不良;2电刷刷握松动或接触不正; 3电刷和刷握配合太紧;4压力不均(电刷);5换向器表面不光滑,不圆滑;6云母片凸起

53、晶闸管电路产生逆变的条件？

答:1具有直流电源; 2控制角应大于90度小于180度; 3整流电压U2与电动机电势E极性相反,且有E>U2

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