模块化多电平柔性直流输电系统环流分析及控制研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhp5211018
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柔性直流输电技术是输配电领域的一项重大突破,将会对未来电力系统的发展产生深远影响,特别是基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(MMC-HVDC)技术,是未来柔性直流输电的一个重要发展方向。  但由于模块化多电平换流器自身拓扑结构的特点,其控制方式与传统两电平换流器有所不同。另外,环流的抑制以及复杂的控制策略等问题一直是制约该拓扑进一步发展的瓶颈。因此本文重点研究了解决上述瓶颈问题的控制方法。主要研究内容如下:  (1)介绍了模块化多电平换流器相关的基础理论知识,主要包括其工作原理,数学模型,子模块电容参数计算及其电容电压均衡策略和预充电方式,还介绍了MMC系统损耗建模分析方法。  (2)针对制约MMC拓扑发展的瓶颈问题之一—相间环流抑制问题,文章首先阐述了MMC中环流产生机理,分析了桥臂电感对环流及系统动态响应的影响。然后介绍了两种优化的载波移相调制策略,并分析了不同调制策略对环流的影响。最后提出了与传统二倍频环流控制器不同的谐振环流控制器实现对环流的抑制。  (3)研究了MMC-HVDC整体控制系统的设计,分别介绍了MMC-HVDC向有源网络和向无源网络供电时的控制策略。  (4)搭建MMC的软件仿真模型,对MMC应用于无源逆变、有源逆变、独立整流等工况下时的稳态性能和动态性能进行仿真,并对各种工况下系统的环流抑制进行验证。同时搭建了双端 MMC-HVDC系统,分别验证系统向有源网络和无源网络供电时控制策略的有效性。  
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