基于混合型MMC的直流融冰技术及应用研究
发布时间：2022-07-09 19:28
近年来,由于气候突变,冰雪灾害造成输电线路严重覆冰的现象时有发生,若不能及时有效的去除覆冰,则会对整个电力系统的安全稳定运行造成威胁。而现代社会对电能的需求量不断扩展,为了减少线路覆冰对国民生活生产及电力网络造成的重大损失,电网除冰技术的研究与发展尤为重要。现有的直流融冰技术中,模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）因满足直流融冰对换流器运行工况的要求而备受关注。本文针对现有各类直流融冰装置存在体积大,谐波含量高,成本高等难题,提出了一种基于混合型MMC的直流融冰方案,该方案拓扑结构上桥臂全部使用半桥子模块（HBSM）,下桥臂均采用全桥子模块（FBSM）构成,在输电线路覆冰情况下可用于融冰,在电网正常运行时可以对电网进行无功补偿。本文首先分析了直流融冰热平衡过程、临界融冰电流、直流融冰所需时间以及影响融冰的几个主要因素。然后对全桥型MMC融冰装置的拓扑结构以及控制策略进行了介绍,并通过仿真验证其有效性。然后分析基于混合型MMC的上臂结构,建立其等效电路模型并进行功率分析,根据分析结果提出适用于HBSM的改进分层控制策略。因桥臂电流与交直流...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 直流融冰的理论分析
2.1 直流融冰热平衡过程
2.2 临界融冰电流
2.3 直流融冰所需时间
2.4 影响直流融冰的因素
2.4.1 风速影响
2.4.2 环境温度影响
2.4.3 冰层厚度影响
2.5 本章小结
第三章 全桥型MMC的结构及控制策略
3.1 基于全桥型MMC的结构
3.1.1 直流融冰设备通用结构
3.1.2 全桥型MMC拓扑结构
3.1.3 FBSM的拓扑结构
3.2 全桥型MMC的控制策略
3.2.1 基本控制模式
3.2.2 直流电压连续可调控制
3.3 全桥MMC的工作原理
3.3.1 直流电压U_(dc)=4kV时的工作原理
3.3.2 直流电压U_(dc)=2kV时的工作原理
3.4 全桥型MMC直流融冰装置仿真
3.4.1 直流融冰装置的参数
3.4.2 仿真建模
3.5 本章小结
第四章 基于混合型MMC的直流融冰装置
4.1 基于混合型MMC的拓扑结构
4.2 功率分析
4.3 分级控制策略
4.3.1 直流母线电压控制策略
4.3.2 上、下臂总压控制
4.3.3 上/下三臂电压控制
4.3.4 子模块电容电压控制
4.4 桥臂电流控制策略
4.4.1 调制方式
4.4.2 桥臂电流控制策略
4.4.3 桥臂电流直接控制
4.5 本章小结
第五章 混合型MMC直流融冰装置的应用
5.1 MMC的参数设计
5.1.1 子模块数目设计
5.1.2 子模块电容参数设计
5.1.3 桥臂电感的参数设计
5.2 直流融冰模式
5.2.1 直流融冰仿真参数
5.2.2 直流融冰仿真结果
5.3 无功补偿模式
5.3.1 STATCOM的功能及结构
5.3.2 STATCOM的补偿原理
5.3.3 动态无功补偿仿真
5.4 直流融冰装置分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
个人简况及联系方式
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化多电平变换器最近电平调制研究[J]. 张国荣,韩慧颖,王啸飞,陈祥. 电测与仪表. 2017(23)
[2]适用于全桥型模块化多电平换流器的直流融冰装置控制策略[J]. 郭裕群,周月宾,许建中,许树楷,赵成勇,傅闯. 电力系统自动化. 2017(05)
[3]全桥型MMC用于直流融冰时的控制策略研究[J]. 郭裕群,许建中,赵成勇. 华北电力大学学报(自然科学版). 2016(03)
[4]超/特高压输电线路带电直流融冰方法[J]. 罗日成,潘俊文,刘化交,邹德华,俞乾. 中南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[5]直流融冰及无功功率补偿系统研究[J]. 杨刚,杨奇逊,张涛,王皆庆,梅红明,刘树,文晶. 中国电力. 2016(01)
[6]直流融冰装置整流技术的比较[J]. 杨和刚,孙鹏,刘红恩,盖振宇. 电力科学与工程. 2015(11)
[7]基于混合子模块的新型模块化多电平直流融冰装置[J]. 赵庆明. 南方电网技术. 2015(11)
[8]输电线路地线融冰的热平衡分析与计算[J]. 李铁鼎,李健,吕健双,黄欲成. 电力建设. 2015(04)
[9]基于桥臂电流控制的模块化多电平变换器综合控制策略[J]. 王广柱,孙常鹏,刘汝峰,王凤荣,李峰. 中国电机工程学报. 2015(02)
[10]输电线路交流融冰方法应用现状及适用性分析[J]. 马晓红,柏瑞. 电工技术. 2014(12)
博士论文
[1]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
本文编号：3657683
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 直流融冰的理论分析
2.1 直流融冰热平衡过程
2.2 临界融冰电流
2.3 直流融冰所需时间
2.4 影响直流融冰的因素
2.4.1 风速影响
2.4.2 环境温度影响
2.4.3 冰层厚度影响
2.5 本章小结
第三章 全桥型MMC的结构及控制策略
3.1 基于全桥型MMC的结构
3.1.1 直流融冰设备通用结构
3.1.2 全桥型MMC拓扑结构
3.1.3 FBSM的拓扑结构
3.2 全桥型MMC的控制策略
3.2.1 基本控制模式
3.2.2 直流电压连续可调控制
3.3 全桥MMC的工作原理
3.3.1 直流电压U_(dc)=4kV时的工作原理
3.3.2 直流电压U_(dc)=2kV时的工作原理
3.4 全桥型MMC直流融冰装置仿真
3.4.1 直流融冰装置的参数
3.4.2 仿真建模
3.5 本章小结
第四章 基于混合型MMC的直流融冰装置
4.1 基于混合型MMC的拓扑结构
4.2 功率分析
4.3 分级控制策略
4.3.1 直流母线电压控制策略
4.3.2 上、下臂总压控制
4.3.3 上/下三臂电压控制
4.3.4 子模块电容电压控制
4.4 桥臂电流控制策略
4.4.1 调制方式
4.4.2 桥臂电流控制策略
4.4.3 桥臂电流直接控制
4.5 本章小结
第五章 混合型MMC直流融冰装置的应用
5.1 MMC的参数设计
5.1.1 子模块数目设计
5.1.2 子模块电容参数设计
5.1.3 桥臂电感的参数设计
5.2 直流融冰模式
5.2.1 直流融冰仿真参数
5.2.2 直流融冰仿真结果
5.3 无功补偿模式
5.3.1 STATCOM的功能及结构
5.3.2 STATCOM的补偿原理
5.3.3 动态无功补偿仿真
5.4 直流融冰装置分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
个人简况及联系方式
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化多电平变换器最近电平调制研究[J]. 张国荣,韩慧颖,王啸飞,陈祥. 电测与仪表. 2017(23)
[2]适用于全桥型模块化多电平换流器的直流融冰装置控制策略[J]. 郭裕群,周月宾,许建中,许树楷,赵成勇,傅闯. 电力系统自动化. 2017(05)
[3]全桥型MMC用于直流融冰时的控制策略研究[J]. 郭裕群,许建中,赵成勇. 华北电力大学学报(自然科学版). 2016(03)
[4]超/特高压输电线路带电直流融冰方法[J]. 罗日成,潘俊文,刘化交,邹德华,俞乾. 中南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[5]直流融冰及无功功率补偿系统研究[J]. 杨刚,杨奇逊,张涛,王皆庆,梅红明,刘树,文晶. 中国电力. 2016(01)
[6]直流融冰装置整流技术的比较[J]. 杨和刚,孙鹏,刘红恩,盖振宇. 电力科学与工程. 2015(11)
[7]基于混合子模块的新型模块化多电平直流融冰装置[J]. 赵庆明. 南方电网技术. 2015(11)
[8]输电线路地线融冰的热平衡分析与计算[J]. 李铁鼎,李健,吕健双,黄欲成. 电力建设. 2015(04)
[9]基于桥臂电流控制的模块化多电平变换器综合控制策略[J]. 王广柱,孙常鹏,刘汝峰,王凤荣,李峰. 中国电机工程学报. 2015(02)
[10]输电线路交流融冰方法应用现状及适用性分析[J]. 马晓红,柏瑞. 电工技术. 2014(12)
博士论文
[1]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
本文编号：3657683
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3657683.html
