《电网技术》编辑部整理了本刊近期发表的有关电力电子的精彩论文，并以论文集锦的形式呈现。欢迎大家关注、转发和参与留言，一起讨论未来电力电子技术的发展！

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直流电网用电力电子器件发展与展望

温家良1，葛俊2，潘艳1，邱宇峰1，陈中圆1，刘先正1，李金元1

2016, 40（3）

（1．国网智能电网研究院；

2．国网宁夏电力公司）

本文从直流电网发展的需求出发，分析了2种主流拓扑的柔性直流换流阀，即串联型换流阀、模块化多电平换流阀，以及高压直流断路器的工作特性并提出其对器件的需求。从直流电网发展的需求分析入手，指出功率器件定制参数设计、压接封装设计以及多层次协同优化设计等关键技术，最后对直流电网用电力电子器件发展趋势进行了展望。

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用于直流电网的大容量DC/DC变换器研究综述

杨晓峰1，郑琼林1，林智钦1，薛尧1，王志冰2，姚良忠2，陈博伟1

2016, 40（3）

（1．北京交通大学；

2．中国电力科学研究院）

发展高压直流电网是解决电能大容量远距离传输及大规模可再生能源汇集的有效手段，高压大容量DC/DC变换器是实现不同电压等级的直流电网线路之间互联的关键设备，也是制约直流电网推广的主要技术瓶颈之一。然而已发表的研究工作主要集中于DC/DC变换器在中低压小功率应用电力网论文，其在高压大容量场合的应用研究较少。为此，首先分析了高压直流电网对大容量DC/DC变换器的技术需求，然后系统回顾了高压大容量高增益DC/DC变换器拓扑的国内外研究现状，并总结了各类DC/DC变换器的特点及其在未来高压直流电网中的应用前景，指出了高压直流电网用的大容量DC/DC变换器亟待研究的关键问题。

3海岛光储直流微电网自治控制策略

毕大强1，范柱烽2，解东光2，任先文2

2015, 39（4）

（1．清华大学；

2．东北电力大学）

针对海岛光储直流微电网系统，设计了一种基于电压幅值的控制策略。以直流母线电压幅值为判定基准，将控制策略设置成不同模式。利用直流母线电压变化量作为系统模式的切换基准，无需控制器间进行通信连接，提高了系统的自治性、可靠性与经济性。在不同模式中合理调节变流器的工作方式，维持直流母线电压恒定，实现能量最优利用和系统稳定工作。针对海岛淡水短缺问题，设计了可控海水淡化负荷的投切控制，在改善海岛内的淡水供应的同时，辅助系统功率调节。

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特高压直流输电工程直流分压器动态特性及其引起的误闭锁机理研究

滕予非1，汤涌2，汪晓华1电力网论文，陈刚1，刘耀2，张宏图3

2016, 40（9）

（1．国网四川省电力公司电力科学研究院；

2．中国电力科学研究院；

3．国网四川省电力公司）

为研究直流分压器暂态特性引发特高压直流误闭锁的机理，首先求取了直流分压器的传递函数。特别地，对其二次侧放电回路击穿后的暂态过程进行理论推导。分析表明，直流分压器二次侧放电回路击穿后即使一次侧直流电压维持不变，电压测量值也需经历一个百毫秒级的暂态过程，方能恢复正常水平。其次，针对某特高压直流因整流站直流分压器异常引发闭锁的实例进行分析，研究了特高压直流整流侧电压指令测量异常的工况下，控制保护系统各环节的响应特性，阐明了该工况下直流电压、电流异常降落的原因，揭示了直流误闭锁机理。第三，基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了理论分析的正确性，进而有针对性地提出了反事故措施建议，并利用仿真结果验证了措施的有效性。最后，对逆变站直流分压器二次侧放电回路击穿后暂态特性的分析表明，逆变站直流分压器二次侧放电管击穿短路不会导致直流系统控制保护系统异常响应，甚至发生闭锁事故。

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基于电压下垂法的直流微电网混合储能系统控制策略

文波，秦文萍，韩肖清，王鹏，刘家赢

2015, 39（4）

（太原理工大学）

论文以稳定直流母线电压和优化蓄电池工作过程为目的，提出了一种基于电压下垂法的直流微电网混合储能控制策略。该控制策略根据直流母线电压信息，利用超级电容快速补偿母线功率缺额的高频部分；通过蓄电池对超级电容进行能量补充，间接补偿母线功率缺额的低频部分；利用超级电容电压不能突变的特点，实现对蓄电池电流的平滑控制。控制系统以直流母线电压、超级电容电压及蓄电池荷电状态为判断条件，自动切换工作模式。实验表明，该控制策略可自动调节蓄电池和超级电容出力，维持直流母线电压在额定值附近小范围波动，有效地减小了蓄电池充放电次数，延长其使用寿命。

6

适用于直流电网的新型直流潮流控制器

陶以彬，姚良忠，李官军，袁晓冬，郑高，杨苹

2016, 40（11）

（ 1．中国电力科学研究院；

2．国网江苏省电力公司电力科学研究院；

3．福建省高供电可靠性配电技术企业重点实验室；

4．广东省绿色能源技术重点实验室）

文章论述了各类直流潮流控制方案的基本原理及优缺点，针对现有线间直流潮流控制的不足，提出了一种新型。该可实现线路潮流的有效控制，不会引入额外的纹波，可工作于线路潮流反转的情况，还有利于全潮流调节范围内直流潮流控制器的工作。在未来直流电网中具有良好的应用前景。搭建了五端直流输电系统仿真模型，对进行了仿真验证，仿真结果表明具有良好的稳定性，在直流系统处于不同状态下均可正常工作。

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一种应用于多端柔性直流系统的新型潮流控制器

贾文鹏, 吴俊勇, 郝亮亮, 熊飞

2016, 40（4）

（北京交通大学 电气工程学院）

针对多端柔性直流系统中潮流难以灵活控制的缺点，论文提出了一种新型潮流控制器,该控制器能够在不与交流侧进行能量交互的前提下实现直流潮流控制。首先,以三端柔性直流系统为例,对多端柔性直流系统的潮流进行分析,提出了该直流潮流控制器的拓扑结构及与系统连接方式;其次,通过对直流潮流控制器工作原理的分析,得出了针对潮流控制器2种不同工作模式下的控制策略;最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了一个装有直流潮流控制器的三端柔性直流系统模型,通过对3种运行工况的仿真实验,验证了该潮流控制器在具有较好的潮流控制能力的同时,又能实现自身的功率平衡。

8

电力电子设备对直流配电网可靠性影响

史清芳1，徐习东1，赵宇明2

2016, 40（3）

（1．浙江大学；

2．深圳供电局有限公司）

论文针对电力电子器件存在的冗余结构，对含电力电子器件的设备进行了冗余建模和可靠性分析；针对直流配电网对环流灵活可控的特点，对直流配电网设备级的冗余和器件级的冗余进行了对比分析。考虑到对配电网运行而言，功能故障与绝缘故障导致的后果有所不同，文章对此进行了讨论并对比分析了是否区分功能故障和绝缘故障对直流配电网可靠性评估的影响。

9基于模块化多电平型固态变压器的新型直流微网架构及其控制策略

韩继业1，李勇1，曹一家1，宁志毫2，沈阳武2，熊家敏1，黎昀轩1

2016, 40（3）

（1．湖南大学；

2．国网湖南省电力公司电力科学研究院）

论文设计了一种基于模块化多电平型固态变压器(-r，MMC-SST)的新型直流微网架构，可最大限度地适应新能源的接入，提高系统的电能质量，真正实现能量的双向按需传输和动态平衡使用。首先，详细分析了基于MMC-SST的新型直流微网的系统结构，并给出了MMC-SST主电路拓扑；然后，对MMC-SST各级的控制策略和直流微网子系统能量管理算法进行了优化设计，使MMC-SST能够按照给定的功率因数运行，并具有比传统控制方式更快的瞬态响应速度和更强的鲁棒性，实现了直流微网子系统的灵活、经济、可靠运行；最后，通过搭建基于MMC-SST的新型直流微网子系统的简化计算机仿真平台，进行综合仿真验证了提出的架构和控制策略的可行性和有效性。

10

适用于远距离大容量架空线路的LCC-MMC串联混合型直流输电系统

徐政1，王世佳1，李宁璨1，肖晃庆1，江伟2

2016, 40（1）

（1．浙江大学；

2．国网福建省电力有限公司电力科学研究院）

论文提出了一种适用于远距离大容量架空线路的基于电网换相换流器和模块化多电平换流器(ter-，LCC-MMC)的串联混合型直流输电系统。该系统能够灵活控制有功功率和无功功率，且能够依靠LCC和MMC的协同控制应对交直流故障。首先提出了稳态下系统的控制方式；进一步地提出了交流故障下系统的控制策略，以使整流侧交流故障下系统不发生断流和逆变侧交流故障下系统仍能保持一定的功率输送能力；基于闭锁状态下MMC的输出电压特性分析，提出了直流故障下系统的控制策略。

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