模块化多电平换流器的控制策略研究

发布时间：2017-10-22 17:29

  本文关键词：模块化多电平换流器的控制策略研究

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【摘要】：目前，柔性直流输电技术与FACTS术在大规模可再生能源并网和智能电网建设中发挥着举足轻重的作用。模块化多电平换流器（MMC）技术是柔性直流输电技术发展史上的重要里程碑，不仅提高了柔性直流输电工程的运行效益，而且促进了柔性直流输电技术的发展及其工程推广应用。突破高压大容量MMC-HVDC关键技术，，需要研究高效的新调制技术与控制方案。本文主要研究MMC的动态行为及其附加控制，并在PSCAD/EMTDC中，建立11电平双端MMC-HVDC系统模型以及实现其控制策略。本文内容组织如下： 首先研究了两种MMC的电磁暂态仿真建模方法：基于详细IGBT的模型和基于戴维南等效电路的模型，并在PSCAD/EMTDC环境中建立11电平双端MMC-HVDC系统，对比了两种模型在稳态与故障条件下的仿真精度与效率。其次，推导了桥臂能量波动表达式，用于估计子模块电容电压波动；分析了桥臂电容最低储能要求和换流器的功率运行域约束条件，用于子模块电容参数设计；提出了基于Max-Min函数的电容电压平衡算法，能够显著降低子模块开关频率及提高计算效率；基于MMC的平均值模型进行桥臂电压电流谐波交互影响机理分析，给出2次环流幅值计算公式，以及设计环流抑制器抑制2次环流。最后，在MMC-HVDC仿真系统中对上述理论分析结果进行验证。
【关键词】：模块化多电平换流器 电磁暂态建模 能量储存 电容电压平衡 谐波分析
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 多电平换流器拓扑概述12-16
• 1.2.1 NPC 型换流器拓扑12-13
• 1.2.2 FC 型换流器拓扑13
• 1.2.3 CHB 型换流器拓扑13-14
• 1.2.4 MMC 型拓扑14-16
• 1.3 模块化多电平换流器的研究现状16-20
• 1.3.1 MMC 的电磁暂态仿真建模16
• 1.3.2 MMC 的控制方法与调制方法16-18
• 1.3.3 MMC 在高压直流输电中的应用18-20
• 1.4 本课题的研究内容20-21
• 第2章 MMC 的工作原理与电磁暂态仿真建模21-33
• 2.1 MMC 的工作原理21-25
• 2.2 最近电平逼近调制策略25-26
• 2.3 MMC 的快速电磁暂态仿真建模26-32
• 2.3.1 基于详细 IGBT 的模型27
• 2.3.2 基于戴维南等效电路的模型27-29
• 2.3.3 仿真验证29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 MMC 的电容电压动态分析与平衡控制33-47
• 3.1 MMC 的电容电压动态行为分析33-37
• 3.1.1 瞬时电容电压波动与存储能量33-36
• 3.1.2 仿真验证36-37
• 3.2 MMC 的电容参数选择37-43
• 3.2.1 基于电容储能容量的电容参数计算方法37-41
• 3.2.2 子模块电容与传输功率关系41-42
• 3.2.3 仿真验证42-43
• 3.3 降低开关频率的电容电压平衡控制43-45
• 3.3.1 基于 Max-Min 函数的平衡算法43-45
• 3.3.2 仿真验证45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 MMC 的谐波分析与环流抑制47-58
• 4.1 MMC 的桥臂电压电流谐波分析47-51
• 4.1.1 桥臂电压电流谐波交互影响机理47-49
• 4.1.2 2 次环流幅值估计49-51
• 4.2 环流抑制器51-54
• 4.3 仿真验证54-56
• 4.4 本章小结56-58
• 结论58-59
• 参考文献59-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1079380