مقاله تپ موازی HVDC بر اساس مبدل ماژولار هیبرید یک طرفه DC–DC با شارژ و دشارژ متوالی و همزمان خازن ها (2018 الزویر)

1. مقدمه

2. تپ موازی HVDC پیشنهادی

2.1. معماری

2.2. مفهوم عملیاتی مبدل DC-DC ماژولار هیبرید یک طرفه

3. تلفات سوئیچینگ IGBT ها

4. کنترل حلقه بسته ی پیکره بندی پیشنهادی

5. طراحی مولفه های پیکره بندی پیشنهادی

5.1. سلف فشار قوی

5.2. خازن های زیرماژول ها

5.3. خازن لینک DC مبدل منبع ولتاژ دو سطحی

5.4. خازن محدود کننده

6. شبیه سازی

7. نتیجه گیری

In this paper, a new HVDC shunt tap is proposed. The proposed configuration consists of a unidirectional hybrid modular DC–DC converter followed by a voltage source converter for DC–AC conversion to feed a local AC network connected to the tap output terminals. The proposed DC–DC converter consists of a high-voltage valve, and series-connected unidirectional half-bridge Sub-Modules (SMs). Unlike Marx generator circuit concept, the DC–DC conversion in the proposed configuration is achieved by enabling simultaneous charging of series-connected capacitors (i.e. SMs capacitors), and sequential discharging of capacitors. Compared to Marx-generator based switched capacitor DC–DC converters, the proposed configuration has a lower number of semiconductor devices, which affects positively the system cost, and reduces the control complexity. Detailed illustration, design, and control of the proposed approach are presented. Simulation results are presented to validate the proposed approach.

در این مقاله، یک تپ موازی HVDC جدید پیشنهاد می شود. پیکره بندی پیشنهادی شامل مبدل ماژولار هیبرید یک طرفه ی DC–DC در کنار یک مبدل منبع ولتاژ برای تبدیل DC-AC جهت تغذیه ی شبکه ی AC محلی متصل به ترمینال های خروجی تپ است. مبدل پیشنهادی DC-DC شامل یک دریچه (valve) ولتاژ بالا و زیر ماژول های نیم پل یک طرفه با اتصال سری است. بر خلاف مفهوم مدار ژنراتور مارکس، مبدل DC-DC در پیکره بندی پیشنهادی با امکان شارژ خازن های سری (خازن های SM) و دشارژ متوالی خازن ها به شکل همزمان حاصل می شود. در مقایسه با مبدل های DC-DC با خازن سوئیچ شده و مبتنی بر ژنراتور مارکس، پیکره بندی پیشنهادی دارای تجهیزات نیمه رسانای کمتری است که این موضوع بر هزینه ی سیستم تاثیر مثبتی داشته و منجر به کاهش پیچیدگی کنترل می شود. تصاویر، نمودار ها و کنترل رویکرد پیشنهادی به صورت تفصیلی ارائه می شوند. نتایج شبیه سازی برای تعیین اعتبار روش پیشنهادی ارائه می گردند.