MMC型柔性直流输电换流器控制策略研究

发布时间：2020-11-18 11:53

　　 MMC型柔性直流输电在高压直流输电领域以其电压等级和容量拓展上的优势越来越受到广泛的关注,被认为是一种最有潜质的新型输电方式。柔性直流输电系统的适用场合主要包括新能源发电接入电网、孤立负荷供电、海岛或海上钻井平台供电、城市配电网和非同步电网联网等。模块化多电平换流器得益于其拓扑结构的优势,扩展容易、可靠性高、电压波形质量好,成为近年来国际电力电子领域研究中最热点的课题之一。本文以模块化多电平换流器(MMC)为研究对象,研究了其在高压直流输电系统中均压控制和环流抑制的相关控制策略,这些控制策略上的改进与优化旨在实现MMC在稳态运行中对控制目标的良好跟踪性能,为得到高效的开关器件触发脉冲奠定基础。首先,在MMC拓扑结构和模型分析的基础上,完成了MMC基本单元的控制器设计,提出采用内模控制的原理来实现内环电流的跟踪控制,减少控制参数,增强动态性能和鲁棒性;对于含有大量子模块的MMC型柔性直流输电(MMC-HVDC)系统中子模块电容的均压平衡问题,提出了用快排Partition算法和保持因子的方法来改进子模块电容电压平衡控制策略;基于分治思想,引入快速排序partition算法进行半快速排序,大幅度降低了排序次数,同时引入保持因子尽量保持子模块的投入状态,进而降低开关频率。其次,通过对MMC环流的产生原理和环流成分进行分析,提出采用PI控制与重复控制的并联复合控制来解决MMC换流器的内部环流问题,该控制策略使得系统在较大波动时快速进入稳态,并且能够起到抑制环流中高频偶次谐波的作用,有效地提高了动态响应速度及控制效果的稳定性。最后,通过搭建背靠背的双端MMC-HVDC模型,对内环控制器、子模块均压控制和并联控制的环流抑制分别进行了仿真分析,并且在MMC的柔性直流输电实验平台运行,验证了本文提出的控制策略的正确性和可行性。
【学位单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM721.1
【部分图文】：

五电平MMC交流侧波形

载波相移原理图

图5.3两端背靠背MMC-HVDC模型
【参考文献】

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本文编号：2888685