基于MMC的换流站内部故障及交流不对称故障保护策略研究
发布时间：2021-01-29 13:30
随着电力电子技术的发展,具有控制自由度高、可向无源系统供电、占地面积小等优势的柔性直流输电系统在远距离大容量输电工程领域中脱颖而出。基于模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）的高压直流输电（High Voltage Direct Current,HVDC）技术更是凭借着输电容量大、谐波含量少、开关损耗低、应用领域范围广等优点,在电网中得到了广泛应用。在MMC-HVDC系统中,换流站内部和不对称故障的保护策略直接关乎输电系统的可靠性和安全性,因此重点对MMC-HVDC故障分析和保护策略进行研究具有重要的工程应用价值和现实意义,具体内容如下:（1）从MMC拓扑结构入手,结合子模块的工作状态和MMC每相的上下桥臂变量之间的关系,在静止坐标系下建立出MMC的三相数学模型。为了MMC-HVDC控制系统的设计,通过Park变换得到同步旋转坐标系下的数学模型。（2）在完成系统数学模型建立工作后,对MMC-HVDC系统主电路参数相关设计进行了分析工作,研究出了桥臂子模块数的取值方法、分析子模块电容的相关影响因素,推理出子模块电容的取值公式,以及桥臂电抗器...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MMC的主电路结构图
每个子模块储存电能，通过叠加实现保是安装在直流侧的正极和负极之间实现储示。图 2.1 MMC 的主电路结构图Fig. 2.1 Main circuit structure of the MMC构是半桥型电路结构，如图 2.2 所示。
1 、 VD1与VT2 、 VD2组成的开关单元两端，smu 为子模块输出的端口电压，取电容电压CU 之间，smi 为子模块输出的端口电流。另外每个子模块的交流输出高速旁路开关 K1 与晶闸管 K2，其功能是为了当子模块发生故障时，可以实离。2 MMC 的工作原理针对 MMC 的工作原理，其整流侧与逆变侧原理相同，所以本节首先以 MM为例，对整个 MMC 换流器的工作原理分析。下图为 MMC 整流侧等效电路，设 O 点为参考点，则 p、n 点分别代表 MMC正极和负极，电压为2dcU ；sa , b,cusa , b,ci 分别为交流母线上电压、电流的基波L 分别为换流电抗器的等效电阻、电感，sL 为等效桥臂电抗器，a , b,cu 分别为 的三相交流电压基波分量，a1u 、a2u 、b1u 、b2u 、c1u 、c2u 为各桥臂电抗器，所以可将每个桥臂等效为可控电压源，dcu 与dci 分别为系统直流侧的电压与
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CPS-SPWM调制方法的MMC-HVDC输电系统冗余保护策略研究[J]. 胡益,王晓茹,胡柏玮. 电工电能新技术. 2016(10)
[2]适用于高压大容量MMC-HVDC系统的改进低开关频率均压控制策略[J]. 罗永捷,李耀华,李子欣,高范强,王平,赵聪,徐罗那. 中国电机工程学报. 2017(05)
[3]MMC-HVDC交流侧不对称故障特性分析与保护策略[J]. 马世强,余利霞,郑连清. 华北电力大学学报(自然科学版). 2015(06)
[4]MMC子模块故障下桥臂不对称运行特性分析与故障容错控制[J]. 李探,赵成勇. 中国电机工程学报. 2015(15)
[5]两电平VSC与MMC通用型平均值仿真模型[J]. 周诗嘉,林卫星,姚良忠,文劲宇,王少荣. 电力系统自动化. 2015(12)
[6]海上风电场MMC-HVDC并网系统暂态行为分析[J]. 陈鹤林,徐政,唐庚,薛英林. 电力系统自动化. 2014(12)
[7]基于MMC的最近电平逼近调制谐波特性分析[J]. 李鹏鹏,郭家虎,梁克靖. 电源技术. 2014(04)
[8]基于MMC平均值模型的柔性直流输电系统海底电缆故障过电压计算[J]. 章正国,张健,宣羿,徐政. 高压电器. 2014(02)
[9]交流系统不对称时模块化多电平换流器的控制[J]. 周月宾,江道灼,郭捷,梁一桥,胡鹏飞,林志勇. 电网技术. 2013(03)
[10]模块组合多电平变换器的研究综述[J]. 杨晓峰,林智钦,郑琼林,游小杰. 中国电机工程学报. 2013(06)
博士论文
[1]模块化多电平换流器在HVDC应用的若干关键问题研究[D]. 郭捷.浙江大学 2013
硕士论文
[1]模块化多电平VSC-HVDC系统建模及控制策略研究[D]. 唐旭.沈阳工业大学 2017
[2]模块组合多电平变换器（MMC）的研究[D]. 高杰.安徽大学 2015
[3]基于RTDS的MMC-HVDC系统建模与仿真[D]. 林雪华.华北电力大学 2013
[4]MMC-HVDC系统控制策略研究[D]. 孙一莹.华北电力大学 2013
本文编号：3006968
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MMC的主电路结构图
每个子模块储存电能，通过叠加实现保是安装在直流侧的正极和负极之间实现储示。图 2.1 MMC 的主电路结构图Fig. 2.1 Main circuit structure of the MMC构是半桥型电路结构，如图 2.2 所示。
1 、 VD1与VT2 、 VD2组成的开关单元两端，smu 为子模块输出的端口电压，取电容电压CU 之间，smi 为子模块输出的端口电流。另外每个子模块的交流输出高速旁路开关 K1 与晶闸管 K2，其功能是为了当子模块发生故障时，可以实离。2 MMC 的工作原理针对 MMC 的工作原理，其整流侧与逆变侧原理相同，所以本节首先以 MM为例，对整个 MMC 换流器的工作原理分析。下图为 MMC 整流侧等效电路，设 O 点为参考点，则 p、n 点分别代表 MMC正极和负极，电压为2dcU ；sa , b,cusa , b,ci 分别为交流母线上电压、电流的基波L 分别为换流电抗器的等效电阻、电感，sL 为等效桥臂电抗器，a , b,cu 分别为 的三相交流电压基波分量，a1u 、a2u 、b1u 、b2u 、c1u 、c2u 为各桥臂电抗器，所以可将每个桥臂等效为可控电压源，dcu 与dci 分别为系统直流侧的电压与
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CPS-SPWM调制方法的MMC-HVDC输电系统冗余保护策略研究[J]. 胡益,王晓茹,胡柏玮. 电工电能新技术. 2016(10)
[2]适用于高压大容量MMC-HVDC系统的改进低开关频率均压控制策略[J]. 罗永捷,李耀华,李子欣,高范强,王平,赵聪,徐罗那. 中国电机工程学报. 2017(05)
[3]MMC-HVDC交流侧不对称故障特性分析与保护策略[J]. 马世强,余利霞,郑连清. 华北电力大学学报(自然科学版). 2015(06)
[4]MMC子模块故障下桥臂不对称运行特性分析与故障容错控制[J]. 李探,赵成勇. 中国电机工程学报. 2015(15)
[5]两电平VSC与MMC通用型平均值仿真模型[J]. 周诗嘉,林卫星,姚良忠,文劲宇,王少荣. 电力系统自动化. 2015(12)
[6]海上风电场MMC-HVDC并网系统暂态行为分析[J]. 陈鹤林,徐政,唐庚,薛英林. 电力系统自动化. 2014(12)
[7]基于MMC的最近电平逼近调制谐波特性分析[J]. 李鹏鹏,郭家虎,梁克靖. 电源技术. 2014(04)
[8]基于MMC平均值模型的柔性直流输电系统海底电缆故障过电压计算[J]. 章正国,张健,宣羿,徐政. 高压电器. 2014(02)
[9]交流系统不对称时模块化多电平换流器的控制[J]. 周月宾,江道灼,郭捷,梁一桥,胡鹏飞,林志勇. 电网技术. 2013(03)
[10]模块组合多电平变换器的研究综述[J]. 杨晓峰,林智钦,郑琼林,游小杰. 中国电机工程学报. 2013(06)
博士论文
[1]模块化多电平换流器在HVDC应用的若干关键问题研究[D]. 郭捷.浙江大学 2013
硕士论文
[1]模块化多电平VSC-HVDC系统建模及控制策略研究[D]. 唐旭.沈阳工业大学 2017
[2]模块组合多电平变换器（MMC）的研究[D]. 高杰.安徽大学 2015
[3]基于RTDS的MMC-HVDC系统建模与仿真[D]. 林雪华.华北电力大学 2013
[4]MMC-HVDC系统控制策略研究[D]. 孙一莹.华北电力大学 2013
本文编号：3006968
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