柔性直流电网电力电子装备过电压仿真模型及其应用

发布时间：2020-12-12 00:39

　　基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的柔性直流电网是未来柔性直流输电技术的重要发展方向。目前,我国正在建设世界首个柔性直流电网工程——±500kV张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程。该工程采用了半桥子模块MMC配合直流断路器的输电方式,并且四端换流站通过同塔架设的架空线连接成直流电网。诸多新技术和装备均首次应用于该工程,这也带来了更多的技术挑战。由于架空线的应用,该工程更易出现短路故障。短路故障以及直流断路器频繁分断,使得系统过电压的计算是工程设计阶段非常重要的一环。但是,目前针对柔性直流电网短路故障过电压计算的研究仍然较少,对于短路故障下直流电网过电压仿真模型以及过电压特性的研究仍有不足。为解决上述问题,本文针对柔性直流电网中电力电子装备(MMC和直流断路器)的短路故障过电压仿真模型以及张北直流电网的短路故障过电压产生机理与特性开展了深入研究。本文根据过电压仿真计算中对MMC模型仿真精度与效率的要求,提出了MMC桥臂平均值模型和端口平均值模型。桥臂平均值模型以子模块的戴维南等效电路为基础,利用能量均分方法实现了 MMC桥臂级的... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－３二极管全桥型直流断路器拓扑结构??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｏｄｅ?ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ?ｂ?

本文的研宄主要围绕张北柔性直流电网开展，论文中多处用到了张北工程的??仿真，在这里简单地对工程概况进行介绍。张北柔性直流电网工程在北京、张北、??康保和丰宁建设换流站，由架空线连接形成四端网络，其结构如图１－６所示。其??中张北、康保为新能源送端，北京为受端，丰宁为直流电网提供抽水蓄能调节。??工程由多回直流架空输电线路组成，采用同杆假设的金属Ｎ流线形成四端直流电??网，杆塔结构可参考文献［５０］。金属冋线在北京站或丰宁站经１５Ｑ电阻接地。为??节约正文篇幅，本文将张北电网的具体参数列于附录中。本文建模的对象是柔性??｜］??

Ｆｉｇ．２－１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆＭＭＣ??２．１．２模型拓扑与参数计算方法??本文提出的ＭＭＣ桥臂平均值模型如图２－２所示，图中展示了?ＭＭＣ中一个??桥臂的等效电路。开关Ｓ、二极管ＤＩ０ＤＥ１和ＤＩ０ＤＥ２用于还原ＭＭＣ的闭锁特??性，ＭＭＣ正常工作时开关Ｓ闭合，ＭＭＣ闭锁时开关Ｓ打开。７＾与＾＾为桥臂??的等效电阻与电压，计算这两个参数时需要用到桥臂的戴维南等效电路、电容电??压均衡假设与电容能量均分思想。下面分别介绍ＭＭＣ正常工作与闭锁时／？＿ｅｑ??与Ｗａｒｍｅｑ的计算方法。??Ｏ??ＤＩＯＤＥｌ?Ｗ?＼?Ｓ??＿＿｜??ＤＩＯＤＥ２＿＿?＾ａｒｍｅｑ??６??图２－２?ＭＭＣ桥臂平均值模型??Ｆｉｇ．２－２?Ｂｒｉｄｇｅ?ａｖｅｒａｇｅ?ｖａｌｕｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆＭＭＣ??（１）?ＭＭＣ正常工作??以半桥式ＭＭＣ中一个子模块为单元进行分析，子模块结构如图２－３（ａ）所示，??１６??


本文编号：2911520