【摘 要】
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混合直流输电技术能充分发挥电网换相换流器（line commutated converter,LCC）和模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）各自的优势,具有良好的发展前景。本文所研究的受端混联型LCC-MMC直流输电系统是一种在整流侧采用LCC,逆变侧采用高压阀组LCC和低压阀组三端并联MMC相串联的新式混合多端直流输电系统。这种结构使得直流输电系
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混合直流输电技术能充分发挥电网换相换流器（line commutated converter,LCC）和模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）各自的优势,具有良好的发展前景。本文所研究的受端混联型LCC-MMC直流输电系统是一种在整流侧采用LCC,逆变侧采用高压阀组LCC和低压阀组三端并联MMC相串联的新式混合多端直流输电系统。这种结构使得直流输电系统既能发挥两种类型换流器的性能特点,又提高了直流输电系统运行方式的灵活性与多样性,具备一定的研究价值。本文针对受端混联型LCC-MMC直流输电系统的拓扑结构、控制策略以及故障后的系统响应和相应的故障处理控制方式展开了研究,主要研究内容有:本文阐述了受端混联型LCC-MMC直流输电系统所使用的两种类型的换流器,LCC和MMC的拓扑结构、工作原理与控制策略,分析了不同类型换流器存在的优势与问题,为后文的故障特性分析与应对控制策略提供了理论基础。对于受端混联型LCC-MMC直流输电系统,由于其结构的特殊性与复杂性,为满足直流输电系统运行稳定性与灵活性、多样性的需求,需要为直流输电系统配置合理的控制逻辑,本文在LCC、MMC以及多端直流输电系统的控制策略的基础上,分析验证了不同类型的控制策略在受端混联型直流输电系统中的适用性。最后本文对受端混联型LCC-MMC直流输电系统的故障响应特性进行了详细的分析。对于直流故障,研究了不同位置接地短路故障下系统的响应、系统的控制应对方式和直流输电系统的故障暂态特征。对于送端交流侧故障,当送端交流网侧故障导致交流电压跌落时,整流侧LCC直流电压减小,将会影响整个系统功率的传输。特别是当整流侧LCC直流电压小于逆变侧低压阀组MMC端输出直流电压时,整个直流输电系统不能传输功率,极大影响了电网的安全稳定运行。针对上述问题,先分析了送端交流侧故障电压不同跌落程度对受端混联系统运行特性的影响。然后在逆变侧MMC电压控制环节及LCC低压限流环节的基础上,优化了混联系统的控制逻辑,提出了一种自适应电压协调控制策略,仿真结果表明,该方法能够提高受端混联型直流输电系统在送电端低电压状态时的传输功率。
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