基于MMC的直流输电系统控制方法研究

发布时间：2017-12-18 21:20

  本文关键词：基于MMC的直流输电系统控制方法研究

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【摘要】：基于模块化多电平(MMC)的高压直流输电(HVDC)是一种基于电压源换流器技术的新型直流输电形式。由于电压源换流器能实现有功和无功功率的独立控制、模块化多电平可串联升压、级联高电平输出谐波含量低等技术特点,MMC-HVDC在国内外的直流输电领域都得到了广泛地应用。本文重点对MMC-HVDC系统控制方法进行理论研究和仿真验证,研究内容包括:1)分析MMC及子模块的工作原理和运行特点。比较主要的MMC调制方法和电压平衡控制方法,选择最近电平调制(NLM)方法作为当电平数较多时的MMC调制方法。在电容电压排序法的基础上提出一种改进的电容电压排序方法,该控制方法被证明能在降低IGBT开关频率的同时有效限制子模块的电容电压波动。2)根据MMC的单端等效电路图,建立数学模型。通过坐标变换实现dq坐标系下有功、无功分量的解耦控制。介绍MMC-HVDC的分层控制系统,设计电流内环、功率外环和定直流电压控制器。分析相间环流的组成,设计环流抑制器减小相间环流。在PSCAD/EMTDC中搭建21电平的两端MMC-HVDC,验证控制方法的准确性。3)介绍MMC-MTDC(基于MMC的多端直流输电系统)的接线方式和多端协调控制方法,结合定直流电压偏差控制和斜率控制的优点设计混合型直流电压偏差的控制方式协调控制MMC-MTDC系统。在PSCAD/EMTDC中搭建并联树枝型四端MMC-MTDC仿真模型,对系统控制方法进行仿真验证。4)根据MMC-STATCOM工作原理,采用双同步坐标系下的解耦检测算法对负载电流进行检测,并设计直流电压和电流跟踪控制器,使MMC-HVDC系统运行于MMC-STATCOM模式下,对交流侧系统进行无功和负序电流的补偿。在PSCAD/EMTDC仿真系统中,断开MMC换流站间的电气连接,使MMC换流站运行于STATCOM工作模式,检验无功补偿和负序电流的补偿效果。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM721.1

【参考文献】

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1 管敏渊;徐政;;MMC型VSC-HVDC系统电容电压的优化平衡控制[J];中国电机工程学报;2011年12期

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本文编号：1305661