基于改进拓扑的MMC-HVDC控制策略仿真

发布时间：2018-05-14 13:21

本文选题：模块化多电平换流器 + 双子模块串联　；参考：《中国电机工程学报》2015年05期

【摘要】：基于模块化多电平换流器高压直流输电技术已得到了广泛应用和研究。当直流侧线路发生短路故障时,传统模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)半桥子模块拓扑不具备闭锁直流故障电流能力,只能靠触发交流断路器来进行故障隔离,从而降低了系统故障穿越能力。而在交流侧电网故障时,基于同步旋转坐标的矢量控制为抑制负序电流,需要将电流进行序分量分解和单独控制,从而对其控制性能带来一定影响。为实现直流故障电流抑制,先对MMC半桥子模块拓扑进行改进,设计具有直流侧故障电流阻断能力的双子模块串联拓扑;其次为避免电网电压不平衡下电流序分量分解,利用准比例谐振控制器作为电流内环控制,并设计相应限流环节;此外电容电压均衡作为MMC中不可或缺的控制,通过定义电容电压差异度量化指标,对排序频率实现动态调整,避免不必要的开关状态转换,降低开关频率;最后以改进子模块拓扑为例,在PSCAD/EMTDC仿真环境中,搭建仿真模型,对负序电流抑制策略和直流侧两极短路故障电流抑制功能分别进行了仿真验证。
[Abstract]:High voltage DC transmission technology based on modularized multilevel converter has been widely used and studied. When a short circuit fault occurs on the DC side, the topology of the traditional modular multilevel converter / MMC half-bridge module does not have the capability of locking DC fault current, so it can only be isolated by triggering the AC circuit breaker. Thus, the system fault traversing ability is reduced. In order to suppress the negative sequence current, the vector control based on synchronous rotation coordinates needs to decompose the sequence component of the current and control it separately, which has a certain impact on the control performance. In order to suppress DC fault current, the topology of half-bridge sub-module of MMC is improved firstly, and the series topology of two sub-modules with DC side fault current blocking ability is designed. Secondly, the current sequence component decomposition is avoided under the unbalanced voltage of power network. The quasi-proportional resonance controller is used as the internal current loop control, and the corresponding current limiting link is designed. In addition, the capacitor voltage equalization is regarded as an indispensable control in MMC. By defining the quantization index of capacitance voltage difference, the sequencing frequency is dynamically adjusted. Avoid unnecessary switch state conversion and reduce switching frequency. Finally, taking the improved sub-module topology as an example, the simulation model is built in the PSCAD/EMTDC simulation environment. The negative sequence current suppression strategy and the DC side bipolar short circuit current suppression function are simulated.
【作者单位】：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学);
【基金】：国家自然科学基金项目(51207054) 国家863高技术基金项目(2013AA050105)~~
【分类号】：TM721.1

【参考文献】

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【共引文献】

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