MMC-HVDC的子模块电压均衡与直流侧故障清除策略研究
发布时间：2022-02-10 17:19
近十年来,模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）因其模块化结构能降低耐压要求、提高输出电压的质量以及其具有可调节的冗余等优势被广泛用于高压直流输电（High Voltage Direct Current,HVDC）领域,基于模块化多电平换流器的高压直流（MMC-HVDC）输电已成为海内外学者的研究热点。决定MMC-HVDC能否稳定运行最重要的两个因素是MMC的子模块均压问题以及MMC-HVDC的直流侧故障清除问题。子模块间的电容电压不平衡会导致直流侧的电压波动进而影响电力输送的稳定性,还会使MMC中形成相间环流导致功率器件发热,产生过大损耗,影响其使用寿命。MMC所采用的传统半桥型子模块（Half Bridge Sub-Module,HBSM）拓扑结构简单,但在MMC-HVDC的直流侧发生短路故障时无法清除故障电流,严重制约了MMC的应用。首先,介绍三相MMC以及HBSM的拓扑结构,探讨子模块的六种工作模式以及三相MMC的运行原理;推导三相MMC的数学模型,得出反映MMC外部特征的交流侧等效电路与反映内部特征的直流侧等效电路,得到已成熟应...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FBSM拓扑结构
闭锁时FBSM中的故障电流路径
2011年,德国教授Rainer Marquardt在国际学术会议上又提出一种新的子模块拓扑结构——CDSM拓扑结构[50],这种子模块结构是由五个IGBT及其反并联的二极管、两个钳位二极管以及两个电容构成,如图1.3所示。正常运行时,最中间的IGBT的门级T5总是处于导通状态,这个时候可以将其左、右两边分别视为两个独立运行的HBSM,整个子模块结构能够产生0,UC,2UC这三种电平。当直流侧发生短路故障时,MMC中子模块所有的IGBT将会被门级脉冲所关断,此时子模块中故障电流通道根据当时电流流向的不同分两种状况,如图1.4所示。其故障阻断原理与HBSM类似,不再赘述。CDSM存在的问题是电力电子器件比全桥子模块更多,不仅损耗大,成本高,其封装难度也大。同时由于CDSM中左右两边等效的HBSM在正常运行与发生故障时呈现不同的连接方式,结构上存在耦合性[51],不利于后续的控制以及均压等,变相地增加了使用成本。图1.4闭锁时CDSM中的故障电流路径
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国电力发展趋势浅析[J]. 毕然. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2019(12)
[2]基于电压源换流器直流系统保护技术综述[J]. 熊小萍,林栋,谭建成. 电气开关. 2019(05)
[3]电力行业发展分析及电力体制改革展望[J]. 马莉. 中国电力企业管理. 2019(19)
[4]交直流混联电网LCC-HVDC换流器建模方法综述[J]. 贺杨烊,郑晓冬,邰能灵,侯俊贤,徐晋,黄文焘. 中国电机工程学报. 2019(11)
[5]采用基数排序算法的MMC优化均压策略[J]. 荣飞,徐业事,黄守道,李幸. 电力系统及其自动化学报. 2018(03)
[6]半桥和全桥子模块混合型换流器的充电策略[J]. 丁久东,卢宇,董云龙,李海英,田杰. 电力系统自动化. 2018(07)
[7]京津冀协同发展背景下电力行业的发展策略研究[J]. 刘畅,邓剑伟. 技术经济与管理研究. 2017(08)
[8]具备自均压能力的模块化多电平换流器拓扑[J]. 刘航,赵成勇,周家培,石璐,李帅,许建中. 中国电机工程学报. 2017(19)
[9]柔性直流输电技术在全球能源互联网中的应用探讨[J]. 汤广福,贺之渊,庞辉. 智能电网. 2016(02)
[10]模块化多电平换流器的拓扑和工业应用综述[J]. 杨晓峰,郑琼林,薛尧,林智钦,陈博伟. 电网技术. 2016(01)
博士论文
[1]面向大规模可再生能源并网的储能规划研究[D]. 王思渊.浙江大学 2019
[2]数据驱动的高比例可再生能源电力系统不确定性分析研究[D]. 王冠中.浙江大学 2019
[3]混合直流输电系统拓扑结构及关键技术研究[D]. 李程昊.华中科技大学 2015
[4]模块化多电平换流器型直流输电若干问题研究[D]. 屠卿瑞.浙江大学 2013
[5]基于模块化多电平换流器的直流输电系统控制策略研究[D]. 管敏渊.浙江大学 2013
硕士论文
[1]基于VMD和TEO的高压直流线缆混合线路故障定位的研究[D]. 汪磊.湖北工业大学 2019
[2]MMC-HVDC稳态运行范围研究[D]. 孙一凡.山东大学 2019
[3]中高压大功率IGBT驱动技术研究[D]. 许路.合肥工业大学 2019
[4]风电并网VSC-HVDC系统协调控制策略研究[D]. 申宏威.华北电力大学 2019
[5]南澳柔性直流输电系统启动中电压跌落原因分析及抑制措施研究[D]. 黄科峰.华南理工大学 2018
[6]基于MMC-HVDC系统输电技术的研究[D]. 钟志祥.中国矿业大学 2016
[7]联结风电场的MMC-HVDC输电系统控制策略研究[D]. 孟宇麟.哈尔滨工业大学 2016
[8]模块化多电平换流器在柔性直流输电系统中的应用研究[D]. 杨镇滔.重庆大学 2016
[9]高压大容量MMC-HVDC先进阀基控制策略研究[D]. 何智鹏.华北电力大学(北京) 2016
[10]LCC-HVDC和VSC-HVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析[D]. 陈子聪.上海交通大学 2014
本文编号：3619223
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FBSM拓扑结构
闭锁时FBSM中的故障电流路径
2011年,德国教授Rainer Marquardt在国际学术会议上又提出一种新的子模块拓扑结构——CDSM拓扑结构[50],这种子模块结构是由五个IGBT及其反并联的二极管、两个钳位二极管以及两个电容构成,如图1.3所示。正常运行时,最中间的IGBT的门级T5总是处于导通状态,这个时候可以将其左、右两边分别视为两个独立运行的HBSM,整个子模块结构能够产生0,UC,2UC这三种电平。当直流侧发生短路故障时,MMC中子模块所有的IGBT将会被门级脉冲所关断,此时子模块中故障电流通道根据当时电流流向的不同分两种状况,如图1.4所示。其故障阻断原理与HBSM类似,不再赘述。CDSM存在的问题是电力电子器件比全桥子模块更多,不仅损耗大,成本高,其封装难度也大。同时由于CDSM中左右两边等效的HBSM在正常运行与发生故障时呈现不同的连接方式,结构上存在耦合性[51],不利于后续的控制以及均压等,变相地增加了使用成本。图1.4闭锁时CDSM中的故障电流路径
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国电力发展趋势浅析[J]. 毕然. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2019(12)
[2]基于电压源换流器直流系统保护技术综述[J]. 熊小萍,林栋,谭建成. 电气开关. 2019(05)
[3]电力行业发展分析及电力体制改革展望[J]. 马莉. 中国电力企业管理. 2019(19)
[4]交直流混联电网LCC-HVDC换流器建模方法综述[J]. 贺杨烊,郑晓冬,邰能灵,侯俊贤,徐晋,黄文焘. 中国电机工程学报. 2019(11)
[5]采用基数排序算法的MMC优化均压策略[J]. 荣飞,徐业事,黄守道,李幸. 电力系统及其自动化学报. 2018(03)
[6]半桥和全桥子模块混合型换流器的充电策略[J]. 丁久东,卢宇,董云龙,李海英,田杰. 电力系统自动化. 2018(07)
[7]京津冀协同发展背景下电力行业的发展策略研究[J]. 刘畅,邓剑伟. 技术经济与管理研究. 2017(08)
[8]具备自均压能力的模块化多电平换流器拓扑[J]. 刘航,赵成勇,周家培,石璐,李帅,许建中. 中国电机工程学报. 2017(19)
[9]柔性直流输电技术在全球能源互联网中的应用探讨[J]. 汤广福,贺之渊,庞辉. 智能电网. 2016(02)
[10]模块化多电平换流器的拓扑和工业应用综述[J]. 杨晓峰,郑琼林,薛尧,林智钦,陈博伟. 电网技术. 2016(01)
博士论文
[1]面向大规模可再生能源并网的储能规划研究[D]. 王思渊.浙江大学 2019
[2]数据驱动的高比例可再生能源电力系统不确定性分析研究[D]. 王冠中.浙江大学 2019
[3]混合直流输电系统拓扑结构及关键技术研究[D]. 李程昊.华中科技大学 2015
[4]模块化多电平换流器型直流输电若干问题研究[D]. 屠卿瑞.浙江大学 2013
[5]基于模块化多电平换流器的直流输电系统控制策略研究[D]. 管敏渊.浙江大学 2013
硕士论文
[1]基于VMD和TEO的高压直流线缆混合线路故障定位的研究[D]. 汪磊.湖北工业大学 2019
[2]MMC-HVDC稳态运行范围研究[D]. 孙一凡.山东大学 2019
[3]中高压大功率IGBT驱动技术研究[D]. 许路.合肥工业大学 2019
[4]风电并网VSC-HVDC系统协调控制策略研究[D]. 申宏威.华北电力大学 2019
[5]南澳柔性直流输电系统启动中电压跌落原因分析及抑制措施研究[D]. 黄科峰.华南理工大学 2018
[6]基于MMC-HVDC系统输电技术的研究[D]. 钟志祥.中国矿业大学 2016
[7]联结风电场的MMC-HVDC输电系统控制策略研究[D]. 孟宇麟.哈尔滨工业大学 2016
[8]模块化多电平换流器在柔性直流输电系统中的应用研究[D]. 杨镇滔.重庆大学 2016
[9]高压大容量MMC-HVDC先进阀基控制策略研究[D]. 何智鹏.华北电力大学(北京) 2016
[10]LCC-HVDC和VSC-HVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析[D]. 陈子聪.上海交通大学 2014
本文编号：3619223
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