风电系统中MMC-HVDC的控制策略研究

发布时间：2022-09-30 12:28

　　模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）作为新型换流器,具有开关损耗较低、谐波含量较少、方便设计与控制等优点,因此逐渐代替了传统的电压源换流器（Voltage Source Converter,VSC）,广泛在高压直流输电（High Voltage Direc Current,HVDC）或柔性直流输电中应用,即为MMCHVDC。该拓扑具有传输容量大、可靠性高、能够解耦控制有功、无功功率等优点,非常适合在风电系统中应用,但是由于MMC具有独特的拓扑结构和运行机理,因此其内部会产生相间环流,并使子模块电压和桥臂电流波动。对于子模块电压的平衡控制,目前的分散电压控制控制系统结构复杂且存在耦合、可靠性低,因此本文采用了整体投入的平衡控制原理。对于MMC的调制策略问题,基于阶梯波调制的最近电平逼近调制（Nearest Level Modulation,NLM）虽然有动态响应快、可以降低器件开关频率的优点,但是其开关频率不确定。针对本文第三章设计的控制策略,将采取载波移相PWM调制策略。MMC也存在系统如何启动和控制的问题。为解决这些问题,开展了以下研... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外风力发电的发展概况
        1.2.2 柔性直流输电的研究现状
        1.2.3 风电系统的研究现状
        1.2.4 子模块电容电压平衡的研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 模块化多电平换流器的拓扑结构和数学模型
    2.1 引言
    2.2 MMC的结构和运行机理
        2.2.1 三相MMC的结构
        2.2.2 MMC子模块的结构和运行机理
        2.2.3 三相MMC工作原理
    2.3 MMC的数学模型
    2.4 MMC的调制策略
        2.4.1 载波移相PWM调制
        2.4.2 最近电平逼近调制
    2.5 仿真分析
    2.6 本章小结
第3章 模块化多电平换流器的控制策略
    3.1 引言
    3.2 MMC的空间坐标推导
    3.3 MMC的控制策略设计
        3.3.1 内环控制器的设计
        3.3.2 外环控制器的设计
        3.3.3 相间环流的原理和抑制
        3.3.4 仿真分析
    3.4 电压调制波的优化
        3.4.1 电压调制波和三次谐波生成的原理
        3.4.2 仿真分析
    3.5 MMC子模块电容电压平衡控制
        3.5.1 整体投入平衡控制原理
        3.5.2 仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 风电系统中MMC-HVDC的暂态分析
    4.1 引言
    4.2 双端MMC-HVDC系统的启动分析
        4.2.1 启动控制策略的设计
        4.2.2 仿真分析
    4.3 双端MMC-HVDC系统直流线路故障分析
    4.4 风电系统中MMC-HVDC的启动分析
    4.5 风电系统中MMC-HVDC的故障分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]海上风电产业现状及未来发展趋势展望[J]. 张佳丽,李少彦.  风能. 2018(10)
[2]国内外海上风电发展现状[J]. 郑海,杜伟安,李阳春,高峰,阳阳.  水电与新能源. 2018(06)
[3]海上风电场输电方式研究[J]. 郑明,王长虹.  南方能源建设. 2018(02)
[4]级联多电平H桥逆变器的同相层叠型SPWM脉冲分配方法[J]. 章勇高,熊健.  电力自动化设备. 2017(07)
[5]混合级联式电力电子变压器拓扑结构及控制策略[J]. 刘闯,支月媚.  电网技术. 2017(02)
[6]海上风电场并网方案研究[J]. 庄明振.  东北电力大学学报. 2016(04)
[7]飞跨电容型多电平逆变器空间矢量与载波脉宽调制统一理论研究[J]. 王超,何英杰,刘云峰,刘进军.  中国电机工程学报. 2016(15)
[8]海上风电并网与输送方案比较[J]. 王锡凡,卫晓辉,宁联辉,王秀丽.  中国电机工程学报. 2014(31)
[9]柔性直流输电技术的现状及应用前景分析[J]. 马为民,吴方劼,杨一鸣,张涛.  高电压技术. 2014(08)
[10]一种适用于飞跨电容型多电平逆变器的新型载波同相层叠PWM方法[J]. 王琨,冯琳,李国杰.  电力系统保护与控制. 2014(14)



本文编号：3683555