高压直流输电系统中基于新型MMC功率分支站的控制策略研究

发布时间：2020-10-18 12:08

　　 随着偏远地区的开发及柔性直流输电技术的大规模应用,直流输电系统线路走廊附近的偏远地区存在从直流输电线路引出一种经济有效的功率支路接收或者送出电力的需求;本文提出了一种适合借助现有高压直流输电走廊为偏远地区输送或获取电力的新型三相串联不对称MMC功率分支站,该种分支站相较与传统的三相并联MMC功率分支站既可以大大节省功率分支站的建设成本,同时还具备优越的直流短路故障穿越能力。本文在分析了三相串联不对称MMC的拓扑结构与工作原理的基础上设计了三相串联不对称MMC控制器。同时分析三相串联不对称MMC桥臂电压组成并根据分析结果分别提出了前馈三次谐波抑制器与基于PR控制的三次谐波抑制器。在PSCAD/EMTDC平台仿真验证了直流故障穿越能力、控制器设计与三次谐波抑制器的合理性。为保证新型功率分支站能够在电力系统中安全稳定运行,本文根据三相串联不对称MMC要保持三相电压平衡这一特性来制定了交流侧不对称故障控制策略。与此同时分析单相三相串联不对称MMC直流侧等效电路,根据等效电路设计二倍频分量抑制器来抑制交流侧不对称故障发生时每相的电压与直流侧电流的波动。仿真验证了交流侧不对称故障控制策略与二倍频分量抑制器设计的合理性。本文制定了新型功率分支站接入到点对点高压直流输电系统后系统整体控制策略。分析三端直流输电系统各换流站的角色与整个系统的特点,并应用主从控制策略到整个系统中,同时制定了系统直流侧短路故障控制策略。最终仿真验证了主从控制策略与系统直流侧短路故障控制策略的可行性。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM721.1
【部分图文】：

助已有的高压柔性直流输电线路走廊，建立和发展一种经济有效的功率支路引出技术接收或者送出电力不仅可以增强高压柔性直流电网输电灵活性，而且可以推动其输电走廊沿线经济发展，工程应用价值重大。图1-1为乌东德直流输电工程送电示意图。如图所示，云南侧换流站和广东侧主换流站间并联广东侧功率支路换流站，与主站的电力容量相比，功率分支路输送到容量相对较小。图 1-1 乌东德直流输电工程送电示意图1.3 国内外研究现状1.3.1 直流换流站研究现状目前，基于传统直流换流站的研究国外已经有了不少经验[11-14]，研究主要集中于将LCC 换流站并联到双端LCC-HVDC 系统中构成多端LCC-HVDC输电系统。目前世界上仅有两条LCC 型多端直流输电系统工程，分别为意大利-科西嘉-撒丁岛三端直流和魁北克-新英格兰多端直流系统。其没有大规模应用的原因主要在于：增加的LCC 型功率分支给LCC-HVDC 系统带来了级联换相失败的安全隐患，系统整体抗扰动能力弱，可靠性差。而且LCC型换流器对交流电网依赖性强，没有独立的无功调节能力，也不具备向无源网络
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本文编号：2846280