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大型光伏电站直流汇集并网,能够高效利用太阳能,降低发电成本,优势明显,因而得到了广泛的研究。大型光伏直流升压汇集系统主要含有DC/DC及MMC两大电力电子设备,其中多个DC/DC变流器串联进行直流升压汇集,MMC将汇集的电能传输给电网。在该系统的启停机过程以及系统的正常运行状态、故障状态等多种运行工况中,DC/DC及MMC的协调配合是系统安全稳定运行的关键。本文基于混合型MMC研究了光伏直流升压汇集系统的协调控制策略,主要研究内容如下:(1)分析了DC/DC和混合型MMC的拓扑结构及工作原理,并建立了各个变流器的数学模型。对比分析了MMC不同调制方式的优缺点及适用范围,选择了光伏直流汇集系统中MMC的调制策略。(2)分析了系统启动过程中混合型MMC及DC/DC同时通过交流电网进行充电的过程及特点。针对不控充电阶段,混合型MMC中不同类型子模块的电容电压上升速度不一致,且直流母线电压过低的问题,通过控制全桥子模块的投切,保证了该阶段结束时所有子模块电容电压均衡。再配合可控充电阶段及功率提升阶段可顺利的实现系统的软启动过程。(3)研究了系统停机过程中混合型MMC及DC/DC同时放电的控制策略。针对该系统采用传统MMC分组放电策略,会造成放电初始时刻及放电组别切换时刻放电电流过大的问题,增加了能量分配阶段且添加了均衡放电控制策略。配合降功率及能量反馈阶段,可以减小停机过程对电网及电力设备造成的冲击,节约能量,降低放电电阻的造价。(4)研究了正常运行模式及故障穿越模式下系统的协调控制策略。系统正常运行及发生故障时,DC/DC及MMC的控制策略不同,研究了系统接收电网功率调度和系统发生不同类型的故障时各变流器的协调控制策略,保证了系统在多种运行模式切换时能安全稳定的运行。(5)为了验证系统启停机、正常运行及发生交流故障时所提协调控制策略的有效性,利用MATLAB/Simulink搭建了光伏直流升压汇集系统的仿真模型,对多种工况进行仿真验证。结果表明,采用本文协调控制策略系统能够实现软启停,能够接受电网的有功及无功功率调度,在交流系统出现电压跌落故障时,能够实现低电压穿越,系统能够在多工况下安全稳定运行。