中压配电网中MMC直流侧谐振抑制研究
发布时间：2021-02-15 13:17
为支撑泛在电力物联网建设,结合我国配电网65%以上电能来自中压10 kV母线现状,中压交直流混合配电网在供电质量、线路损耗等方面优势明显,而直流侧谐振问题易导致电流波动和换流站损耗。通过分析直流侧谐振机理,充分发挥模块化多电平变流器（MMC）多控制度优势,调节MMC子模块数以实现注入阻尼,抑制直流侧谐振。最后,利用PSCAD仿真软件和RTDS半实物仿真平台搭建模型,验证所提策略在中压10 kV系统稳态运行时的有效性。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(11)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图３?ＭＭＣ子模块工作状态??Ｆｉｇ．?３?ＭＭＣ?ｓｕｂｍｏｄｕｌｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｔａｔｕｓ??
／Ｖ个Ｃｅ串联而成ＭＭＣ直流侧ｎ次谐波等效电??路如图６ａ所示，单极等效电路如图６ｂ所示。??（ａ）直流侧等效电路?（ｂ）单极等效电路??图６?ＭＭＣ等效电路??Ｆｉｇ．?６?ＭＭＣ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ??为充分发挥ＭＭＣ多控制维度的优势，结合阻??尼注入思想，将仏作为控制量，在传统电流内环??控制中增设直流电流控制环节，动态调节ＭＭＣ投??入子模块数目，实现直流谐振抑制。??根据直流侧电流实际值和参考值的偏差信号??可得共模电压分量与三相的上、下桥臂??实际电压相加得到给定的上、下桥臂电压，结合最??近电平逼近调制策略确定桥臂子模块投入数量，??对电流偏差值进行控制以实现注入阻尼，抑制直??流侧谐振。故式（２）修改为：??＂ｄ／２＝２Ｌ〇ｄｉ，碰／ｄｔ＋２ｉ？〇ｉ?碰?＋?（＂「Ａ／Ａ）?（４）??式中为虚拟电阻；Ａ／ｄ为电流偏差。??由于直流侧谐振抑制策略使得ＭＭＣ投入子??模块数在运行过程中产生波动，进而影响ＭＭＣ子??模块均压效果，故将桥臂子模块电容电压实际值??ｕｃ和参考值Ｖ差值经ＰＩ控制器输出有功电流给??定值Ｇ以实现调节功率传输、维持子模块电容电??压均压效果。综上所述，直流侧谐振抑制控制策略??框图如图７所示。??Ｐ＊?，ｔ／ｒｅｆ??￡ｄｉ＊??图７直流侧谐振抑制控制框图??Ｆｉｇ．?７?ＤＣ?ｓｉｄｅ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｉａｇｒａｍ??４仿真分析??结合图２所示拓扑图和图７所示直流侧谐振??抑制控制框图，在ＰＳＣＡＤ仿真软件和ＲＴＤＳ半实??物仿真平台上搭建仿真模型。具体参数如下：系??统容量为１０?ＭＷ、正极
对电流偏差值进行控制以实现注入阻尼，抑制直??流侧谐振。故式（２）修改为：??＂ｄ／２＝２Ｌ〇ｄｉ，碰／ｄｔ＋２ｉ？〇ｉ?碰?＋?（＂「Ａ／Ａ）?（４）??式中为虚拟电阻；Ａ／ｄ为电流偏差。??由于直流侧谐振抑制策略使得ＭＭＣ投入子??模块数在运行过程中产生波动，进而影响ＭＭＣ子??模块均压效果，故将桥臂子模块电容电压实际值??ｕｃ和参考值Ｖ差值经ＰＩ控制器输出有功电流给??定值Ｇ以实现调节功率传输、维持子模块电容电??压均压效果。综上所述，直流侧谐振抑制控制策略??框图如图７所示。??Ｐ＊?，ｔ／ｒｅｆ??￡ｄｉ＊??图７直流侧谐振抑制控制框图??Ｆｉｇ．?７?ＤＣ?ｓｉｄｅ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｉａｇｒａｍ??４仿真分析??结合图２所示拓扑图和图７所示直流侧谐振??抑制控制框图，在ＰＳＣＡＤ仿真软件和ＲＴＤＳ半实??物仿真平台上搭建仿真模型。具体参数如下：系??统容量为１０?ＭＷ、正极电压为１０?ｋＶ、负极电压??为－１０?ｋＶ、传输有功功率为１０?ＭＷ、传输无功功??率为零，系统两端接入有源电网、整流侧ＭＭＣ，采??用考虑系统降压运行的改进定有功功率控制、逆??变侧ＭＭＣ２采用定直流电压控制。稳态运行时??ＰＳＣＡＤ仿真结果图如图８所示。由于正、负极电??流具有等值反向特点，故以ＲＴＤＳ半实物仿真平??台正极电流为例，其仿真结果图如图９所示。??０．６??（ａ）无直流侧谐振抑制?（ｂ）有直流侧谐振抑制??图８稳态运行时ＰＳＣＡＤ仿真运行结果??Ｆｉｇ．?８?ＰＳＣＡＤ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｓｔｅａｄｙ?ｓｔａｔｅ?
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合高压直流输电系统的直流谐振抑制方法[J]. 侯婷,王国强,郭龙,邹常跃,翁海清,易荣. 南方电网技术. 2019(08)
[2]低压直流配电系统谐振机理分析与有源抑制方法[J]. 林刚,李勇,王姿雅,李畅,曹一家,朱弘祺. 电网技术. 2017(10)
[3]基于MMC的背靠背柔性直流输电系统控制策略[J]. 阳岳希,杨杰,贺之渊,李强,许韦华. 电力系统自动化. 2017(04)
本文编号：3034918
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(11)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
图３?ＭＭＣ子模块工作状态??Ｆｉｇ．?３?ＭＭＣ?ｓｕｂｍｏｄｕｌｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｔａｔｕｓ??
／Ｖ个Ｃｅ串联而成ＭＭＣ直流侧ｎ次谐波等效电??路如图６ａ所示，单极等效电路如图６ｂ所示。??（ａ）直流侧等效电路?（ｂ）单极等效电路??图６?ＭＭＣ等效电路??Ｆｉｇ．?６?ＭＭＣ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ??为充分发挥ＭＭＣ多控制维度的优势，结合阻??尼注入思想，将仏作为控制量，在传统电流内环??控制中增设直流电流控制环节，动态调节ＭＭＣ投??入子模块数目，实现直流谐振抑制。??根据直流侧电流实际值和参考值的偏差信号??可得共模电压分量与三相的上、下桥臂??实际电压相加得到给定的上、下桥臂电压，结合最??近电平逼近调制策略确定桥臂子模块投入数量，??对电流偏差值进行控制以实现注入阻尼，抑制直??流侧谐振。故式（２）修改为：??＂ｄ／２＝２Ｌ〇ｄｉ，碰／ｄｔ＋２ｉ？〇ｉ?碰?＋?（＂「Ａ／Ａ）?（４）??式中为虚拟电阻；Ａ／ｄ为电流偏差。??由于直流侧谐振抑制策略使得ＭＭＣ投入子??模块数在运行过程中产生波动，进而影响ＭＭＣ子??模块均压效果，故将桥臂子模块电容电压实际值??ｕｃ和参考值Ｖ差值经ＰＩ控制器输出有功电流给??定值Ｇ以实现调节功率传输、维持子模块电容电??压均压效果。综上所述，直流侧谐振抑制控制策略??框图如图７所示。??Ｐ＊?，ｔ／ｒｅｆ??￡ｄｉ＊??图７直流侧谐振抑制控制框图??Ｆｉｇ．?７?ＤＣ?ｓｉｄｅ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｉａｇｒａｍ??４仿真分析??结合图２所示拓扑图和图７所示直流侧谐振??抑制控制框图，在ＰＳＣＡＤ仿真软件和ＲＴＤＳ半实??物仿真平台上搭建仿真模型。具体参数如下：系??统容量为１０?ＭＷ、正极
对电流偏差值进行控制以实现注入阻尼，抑制直??流侧谐振。故式（２）修改为：??＂ｄ／２＝２Ｌ〇ｄｉ，碰／ｄｔ＋２ｉ？〇ｉ?碰?＋?（＂「Ａ／Ａ）?（４）??式中为虚拟电阻；Ａ／ｄ为电流偏差。??由于直流侧谐振抑制策略使得ＭＭＣ投入子??模块数在运行过程中产生波动，进而影响ＭＭＣ子??模块均压效果，故将桥臂子模块电容电压实际值??ｕｃ和参考值Ｖ差值经ＰＩ控制器输出有功电流给??定值Ｇ以实现调节功率传输、维持子模块电容电??压均压效果。综上所述，直流侧谐振抑制控制策略??框图如图７所示。??Ｐ＊?，ｔ／ｒｅｆ??￡ｄｉ＊??图７直流侧谐振抑制控制框图??Ｆｉｇ．?７?ＤＣ?ｓｉｄｅ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｄｉａｇｒａｍ??４仿真分析??结合图２所示拓扑图和图７所示直流侧谐振??抑制控制框图，在ＰＳＣＡＤ仿真软件和ＲＴＤＳ半实??物仿真平台上搭建仿真模型。具体参数如下：系??统容量为１０?ＭＷ、正极电压为１０?ｋＶ、负极电压??为－１０?ｋＶ、传输有功功率为１０?ＭＷ、传输无功功??率为零，系统两端接入有源电网、整流侧ＭＭＣ，采??用考虑系统降压运行的改进定有功功率控制、逆??变侧ＭＭＣ２采用定直流电压控制。稳态运行时??ＰＳＣＡＤ仿真结果图如图８所示。由于正、负极电??流具有等值反向特点，故以ＲＴＤＳ半实物仿真平??台正极电流为例，其仿真结果图如图９所示。??０．６??（ａ）无直流侧谐振抑制?（ｂ）有直流侧谐振抑制??图８稳态运行时ＰＳＣＡＤ仿真运行结果??Ｆｉｇ．?８?ＰＳＣＡＤ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｓｔｅａｄｙ?ｓｔａｔｅ?
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合高压直流输电系统的直流谐振抑制方法[J]. 侯婷,王国强,郭龙,邹常跃,翁海清,易荣. 南方电网技术. 2019(08)
[2]低压直流配电系统谐振机理分析与有源抑制方法[J]. 林刚,李勇,王姿雅,李畅,曹一家,朱弘祺. 电网技术. 2017(10)
[3]基于MMC的背靠背柔性直流输电系统控制策略[J]. 阳岳希,杨杰,贺之渊,李强,许韦华. 电力系统自动化. 2017(04)
本文编号：3034918
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3034918.html
教材专著
