直流配电网中MMC的控制技术研究

发布时间：2023-04-04 23:05

　　近年来,分布式电源与电力电子设备渗透率不断增加,直流配电网凭借在提高新能源渗透率、直流负荷接入等方面展现的优势得到广泛关注。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)作为直流电网和交流电网之间的关键接口设备,具有模块化设计、器件开关频率低、谐波特性好等诸多优点,已经在柔性直流输电系统中获得成功应用。但将MMC的应用场合拓展到中低压直流配电网时,传统的调制方法会带来低次谐波明显、电流畸变严重等问题。同时,直流配电网结构复杂,故障扰动概率大,对直流故障穿越能力提出了更高的要求。因此,本文研究适用于直流配电网中压MMC的调制方法和具有直流故障穿越能力MMC拓扑的控制,主要研究内容如下:(1)分析MMC工作原理及控制策略,建立MMC谐波分析理论,研究NLM、CPS-PWM的调制机理和谐波特性。当电平数较少时,NLM输出电压低次谐波含量较大,电流畸变程度较高。在中压领域,CPS-PWM具有较好的输出电压谐波特性,但需为每个子模块配置均压均流控制环节,控制复杂度增加。(2)结合NLM和CPS-PWM的调制特点,对中压MMC的混合调制策略进行研究。提出一种...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 MMC的研究现状
        1.2.2 MMC在直流系统中的应用
    1.3 本文主要研究内容
第2章 MMC的调制原理与谐波分析
    2.1 MMC的工作原理及控制
        2.1.1 MMC的工作原理
        2.1.2 MMC的站级控制
    2.2 MMC的调制方法
        2.2.1 最近电平逼近调制方法(NLM)
        2.2.2 载波移相PWM调制方法(CPS-PWM)
    2.3 MMC的谐波分析理论
        2.3.1 阶梯波的谐波分析
        2.3.2 PWM波的谐波分析
    2.4 本章小结
第3章 中压MMC的混合调制策略
    3.1 最近电平逼近PWM(NL-PWM)调制方法
        3.1.1 NL-PWM的调制原理
        3.1.2 基于NL-PWM的 MMC调制方法设计
    3.2 最近半电平逼近(NHLM)调制方法
    3.3 NHLM的子模块电容电压均衡控制策略
    3.4 混合调制的谐波分析
        3.4.1 NL-PWM调制的谐波分析
        3.4.2 NHLM调制的谐波分析
    3.5 仿真和实验验证
        3.5.1 基于NL-PWM的 MMC调制方法设计的仿真算例
        3.5.2 NHLM与 NLM,CPS-PWM的仿真对比
        3.5.3 NHLM谐波特性表达式的验证
        3.5.4 NHLM的实验验证
    3.6 本章小结
第4章 二极管钳位混合型MMC的直流故障穿越控制
    4.1 子模块混合型MMC的拓扑结构
        4.1.1 半桥子模块(HBSM)
        4.1.2 全桥子模块(FBSM)
        4.1.3 箝位双子模块(CDSM)
    4.2 二极管钳位混合型MMC运行原理
        4.2.1 二极管钳位混合型MMC的拓扑结构
        4.2.2 二极管钳位混合型MMC运行原理分析
    4.3 二极管钳位混合型MMC直流故障穿越机理分析
        4.3.1 半桥型MMC的直流侧故障暂态过程
        4.3.2 二极管钳位混合型MMC的直流侧故障暂态过程
        4.3.3 直流故障穿越控制策略
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢



本文编号：3782228