电网不平衡时模块化多电平变流器并网控制策略研究
发布时间：2021-11-07 21:24
模块化多电平变流器（MMC）因其具有模块化、输出电平数多、并网电流谐波含量低、能够实现中、高压直接并网等优点,逐渐被广泛关注。但由于MMC拓扑结构的复杂性,仍存在很多待解决的问题,如启动控制、环流抑制、相间能量均衡控制、上下桥臂间能量均衡控制、桥臂内能量均衡控制等,除此之外,在交流电网故障时,提高系统的低电压穿越（LVDC）能力以及MMC在光伏系统中的应用等也是亟待解决的问题。本文首先介绍了MMC的基本工作原理,然后对MMC的调制策略进行了分析,比较不同调制策略的优缺点;接着研究了MMC的启动预充电方案,提出了一种全新的交流侧预充电控制策略,实现上、下桥臂子模块电容电压一起充电;针对子模块无源时MMC系统电网不平衡控制研究,首先分析电网不平衡对系统的影响并提出一种改进的直流母线电流低频波动抑制算法,然后针对网侧电流对称控制和有功功率波动抑制两种目标提出相应的解决方案;针对子模块集成PV时MMC光伏并网系统电网不平衡控制研究,首先建立光伏子模块、交流侧和直流侧的三端MMC数学模型,分析其功率传输机理和规律,然后提出一种分层控制的功率失配算法,主要包括相间、上下桥臂间和桥臂内功率失配控制,...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交流侧预充电下A相子模块电容电压
子模块数 N 2子模块额定电压值 Ucref50V果如下：Uca1Uca2Uca3Uca480.00ms/div6.00V/div不控阶段 可控阶段 平稳阶段图 3. 15 交流侧预充电下 A 相子模块电容电压Fig 3.15A-phase sub-module capacitor voltage under ac side prechargeia不控阶段 可控阶段 平稳阶段
80.00ms/div图 3. 17 交流侧预充电下三相电网电流Fig 3.17 three-phase grid current under ac side precharge控充电阶段：图 3.15 所示为 A 相 4 个子模块电容电压，子模块电容电网线电压进行不控充电，子模块电容电压 34.64V。图 3.16 所示为 A 相桥臂电流，图 3.17 所示为三相电网电流，系统发波前，电流均为 0。控充电阶段：图 3.15 所示 A 相子模块电容电压开始一起充电，0.32s 后电压充至额定电压值 50V。图 3.16 所示 A 相上、下臂电流幅值为 A 相值的一半，相位与电网电流同相，表明电网电流在上、下桥臂均分，时给上、下桥臂电容充电。图 3.17 所示为三相电网电流，在可控充电电流幅值逐渐降低，0.32s 后电网电流幅值降为 0。稳阶段：图 3.15 所示 A 相电容电压在 0.32s 后开始稳定。图 3.16 和图臂电流和电网电流均降为 0，表明系统充电结束。直流侧预充电实验验证
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化多电平换流器的载波层叠脉宽调制策略分析与改进[J]. 白志红,周玉虎. 电力系统自动化. 2018(21)
[2]模块化多电平换流器快速能量等效建模[J]. 程志伟,薛毓强,郑文迪,张成都. 电网技术. 2019(03)
[3]一种新型模块化多电平子模块独立控制方案[J]. 吕祎林,张兴,王付胜,李飞. 电力电子技术. 2018(03)
[4]混合型模块化多电平换流器解析建模与功率运行区间分析[J]. 鲁晓军,向往,林卫星,文劲宇. 电力系统自动化. 2018(07)
[5]不平衡交流电网模块化多电平变流器特性分析及环流抑制方法[J]. 李金科,金新民,吴学智,荆龙,武文,王帅,王小星. 中国电机工程学报. 2017(12)
[6]模块化多电平变流器的低频控制策略[J]. 于洋,葛琼璇,雷鸣,王晓新,李耀华. 高电压技术. 2017(04)
[7]模块化多电平变换器预充电控制策略[J]. 姚骏,谭义,赵磊. 分布式能源. 2016(01)
[8]海上风电场经MMC-HVDC并网的阻抗建模及稳定性分析[J]. 吕敬,蔡旭,张占奎,迟永宁. 中国电机工程学报. 2016(14)
[9]不平衡电网电压下模块化多电平换流器的环流抑制策略[J]. 梁营玉,张涛,刘建政,杨奇逊,刘树. 电工技术学报. 2016(09)
[10]一种混合型模块化多电平换流器的改进载波移相调制方法[J]. 魏承志,练睿,杨桦,文安. 电力系统自动化. 2016(07)
硕士论文
[1]特定谐波消除法在多电平逆变器中的应用[D]. 张桐盛.山东大学 2017
[2]级联H桥光伏并网逆变器功率平衡研究[D]. 杨乐.合肥工业大学 2017
[3]基于空间矢量脉宽调制的新型模块化多电平整流器研究[D]. 康文.湖南大学 2013
本文编号：3482430
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交流侧预充电下A相子模块电容电压
子模块数 N 2子模块额定电压值 Ucref50V果如下：Uca1Uca2Uca3Uca480.00ms/div6.00V/div不控阶段 可控阶段 平稳阶段图 3. 15 交流侧预充电下 A 相子模块电容电压Fig 3.15A-phase sub-module capacitor voltage under ac side prechargeia不控阶段 可控阶段 平稳阶段
80.00ms/div图 3. 17 交流侧预充电下三相电网电流Fig 3.17 three-phase grid current under ac side precharge控充电阶段：图 3.15 所示为 A 相 4 个子模块电容电压，子模块电容电网线电压进行不控充电，子模块电容电压 34.64V。图 3.16 所示为 A 相桥臂电流，图 3.17 所示为三相电网电流，系统发波前，电流均为 0。控充电阶段：图 3.15 所示 A 相子模块电容电压开始一起充电，0.32s 后电压充至额定电压值 50V。图 3.16 所示 A 相上、下臂电流幅值为 A 相值的一半，相位与电网电流同相，表明电网电流在上、下桥臂均分，时给上、下桥臂电容充电。图 3.17 所示为三相电网电流，在可控充电电流幅值逐渐降低，0.32s 后电网电流幅值降为 0。稳阶段：图 3.15 所示 A 相电容电压在 0.32s 后开始稳定。图 3.16 和图臂电流和电网电流均降为 0，表明系统充电结束。直流侧预充电实验验证
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化多电平换流器的载波层叠脉宽调制策略分析与改进[J]. 白志红,周玉虎. 电力系统自动化. 2018(21)
[2]模块化多电平换流器快速能量等效建模[J]. 程志伟,薛毓强,郑文迪,张成都. 电网技术. 2019(03)
[3]一种新型模块化多电平子模块独立控制方案[J]. 吕祎林,张兴,王付胜,李飞. 电力电子技术. 2018(03)
[4]混合型模块化多电平换流器解析建模与功率运行区间分析[J]. 鲁晓军,向往,林卫星,文劲宇. 电力系统自动化. 2018(07)
[5]不平衡交流电网模块化多电平变流器特性分析及环流抑制方法[J]. 李金科,金新民,吴学智,荆龙,武文,王帅,王小星. 中国电机工程学报. 2017(12)
[6]模块化多电平变流器的低频控制策略[J]. 于洋,葛琼璇,雷鸣,王晓新,李耀华. 高电压技术. 2017(04)
[7]模块化多电平变换器预充电控制策略[J]. 姚骏,谭义,赵磊. 分布式能源. 2016(01)
[8]海上风电场经MMC-HVDC并网的阻抗建模及稳定性分析[J]. 吕敬,蔡旭,张占奎,迟永宁. 中国电机工程学报. 2016(14)
[9]不平衡电网电压下模块化多电平换流器的环流抑制策略[J]. 梁营玉,张涛,刘建政,杨奇逊,刘树. 电工技术学报. 2016(09)
[10]一种混合型模块化多电平换流器的改进载波移相调制方法[J]. 魏承志,练睿,杨桦,文安. 电力系统自动化. 2016(07)
硕士论文
[1]特定谐波消除法在多电平逆变器中的应用[D]. 张桐盛.山东大学 2017
[2]级联H桥光伏并网逆变器功率平衡研究[D]. 杨乐.合肥工业大学 2017
[3]基于空间矢量脉宽调制的新型模块化多电平整流器研究[D]. 康文.湖南大学 2013
本文编号：3482430
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