基于模块化多电平柔性直流技术接入电网的设计研究

发布时间：2017-10-07 14:38

  本文关键词：基于模块化多电平柔性直流技术接入电网的设计研究

  更多相关文章： 柔性直流 模块化多电平换流器 系统接入方式 控制策略

【摘要】：采用传统交流或常规直流大规模集中接入电网调峰和调度的问题都不能得到很好的解决,柔性直流技术在新能源接入电网等应用上有与传统交流以及常规直流无法比拟的优势。基于两电平或者三电平电压源换流器拓扑的柔性直流技术,需在交流侧安装大量的滤波器装置,且难以适用更大的传输功率和更高的电压等级。基于模块化多电平柔性直流技术引入了模块化设计理念,输出电平数可根据串联子模块的个数来调节,可以输出的更加理想的波形,节省了大功率滤波装置的投资,也能更好地适用更大传输功率和更高的电压等级的要求,同时降低了子模块的开关频率,损耗进一步下降,这更加适用于柔性直流应用和推广。本文分析了模块化多电平换流器的拓扑结构特点,在对子模块的工作原理进行研究的基础之上,提出了模块化多电平换流器的开关状态量和控制的公式。结合模块化多电平换流器的电路特性,等效模块化多电平换流器电路理论模型。开关器件、电容器、相电抗器是模块化多电平换流器的主要器件,本文对模块化多电平换流器主要器件的参数选取进行研究探讨,并提出了模块化多电平换流器装置级的控制策略。接入电网是目前新能源应用的难题和关键点。采用柔性直流接入电网时,接线方式对于新能源接入电网的稳定性和可靠性具有重要意义,选择合适于基于模块化多电平柔性直流技术的接线方式。探讨了换流站主要设备的绝缘配合及选型,提出了基于模块化多电平柔性直流技术系统级和换流站级的控制策略,再结合本文中提及的主回路设备的参数计算方法,利用稳态计算程序,进行相关实例分析仿真,结合南澳柔性直流工程的相关应用作为验证。最后,总结基于模块化多电平柔性直流技术在接入电网应用的可行性,并指出某些不足之处和研究方向。
【关键词】：柔性直流 模块化多电平换流器 系统接入方式 控制策略
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM721.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 课题研究背景和选题意义9-11
• 1.2 课题的研究现状11-18
• 1.2.1 接入电网的主要问题11-12
• 1.2.2 柔性直流技术概况及主要应用12-18
• 1.3 论文的主要工作18-20
• 第二章 模块化多电平换流器20-47
• 2.1 引言20-21
• 2.2 模块化多电平换流器拓扑21-23
• 2.3 SM工作原理23-26
• 2.4 MMC工作原理26-32
• 2.4.1 MMC开关状态量与控制26-30
• 2.4.2 MMC等效电路理论模型30-32
• 2.5 MMC主要器件的选取32-44
• 2.5.1 SM的选取32-43
• 2.5.2 相电抗器的选取43-44
• 2.6 MMC的控制44-45
• 2.7 本章小结45-47
• 第三章 基于MMC VSC HVDC接入电网的设计研究47-61
• 3.1 引言47
• 3.2 基于MMC VSC HVDC系统接线方式47-52
• 3.2.1 交流侧接线方式研究47-49
• 3.2.2 直流侧接线方式研究49-52
• 3.3 主要设备的绝缘配合及选型52-55
• 3.4 系统级与换流站级的控制55-60
• 3.5 本章小结60-61
• 第四章 基于MMC VSC HVDC主回路设计方法及实例分析61-77
• 4.1 设计实例系统主要参数说明61
• 4.2 SM参数的计算61-64
• 4.2.1 开关器件的电压和电流选择61-62
• 4.2.2 SM电容值的设计方法62-64
• 4.3 联接变压器及相电抗器的计算64-72
• 4.3.1 联接变压器变比及换流器运行范围计算64-66
• 4.3.2 相电抗器参数计算66-72
• 4.4 主回路参数仿真实例72-76
• 4.5 本章小结76-77
• 总结和展望77-78
• 参考文献78-83
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果83-84
• 致谢84-85
• 附件85

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本文编号：988419