模块化多电平换流器（MMC）电容均压控制研究

发布时间：2020-06-30 01:43

【摘要】：随着国际能源储备的更新以及新能源发电技术的逐步推进,催生出基于模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converter,MMC-HVDC)系统。与传统电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)系统相比,模块化的结构使其具有高输出电平数,高质量输出波形、高结构通用性、低通断频率、低开关损耗等优势。因而,对MMC控制方法进行详细研究便成为MMC工程应用的重要前提,具有很强的现实意义。MMC中子模块的电容间相互独立。在实际工作过程中,由于MMC子模块的参数不同,充、放电时间不等,损坏程度有差异,容易对电容电压平衡造成影响,若不使用均压平衡控制,不仅会使输出电压波形发生畸变,对装置的稳定工作造成影响,还会使整个系统因崩溃而停止正常工作。针对MMC存在的上述不足,首先对它的基本工作原理进行了探究,建立了MMC-HVDC系统的等效数学模型。随后,着手于MMC-HVDC控制系统的设计,考虑到环流抑制问题,以基于d、q旋转坐标系下的能量控制为主要抑制手段,完成对内、外环控制器的设计。针对现存MMC子模块电压均衡控制方法的不足,提出了一种基于希尔(Hill)排序算法优化偏差控制的MMC电容电压均衡控制方法。通过比较前一个周期同当前周期输入的子模块的数量以及每个子模块的电容电压与其平均值之间的差值是否越限来确定是否需要重新计算触发脉冲。子模块的优先投入与否取决于偏差的大小,借助于希尔排序算法对桥臂上满足相应投切条件的子模块进行排序,根据其先后顺序依次进行投切。最后,在MATLAB软件上搭建模块化多电平变换器(MMC)的仿真模型,验证所提出的子模块均压控制方法的可行性与正确性。仿真结果表明,所提出的均压控制方法可以很好地实现子模块电容电压的均衡控制。
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM721.1
【图文】：

传统换流器拓扑结构

MMC及子模块结构图

【参考文献】

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本文编号：2734668