【摘 要】
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随着电力电子技术的发展,融合相控换流器(LCC )和电压源型换流器(VSC)的混合直流输电被认为是解决新能源接入和构成多端拓扑的有效方案。传统直流输送容量大、损耗低,适合大容量远距离输电,而柔性直流控制灵活、便于构成多端直流,适合新能源接入与向弱交流系统供电。混合多端直流结合两者各自的优势,可实现多电源供电、多落点受电,提供一种更为灵活、快捷的输电方式,同时在远距离海上风电、光伏发电的并网方案中具
【机 构】
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华北电力大学(保定) 华北电力大学
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随着电力电子技术的发展,融合相控换流器(LCC )和电压源型换流器(VSC)的混合直流输电被认为是解决新能源接入和构成多端拓扑的有效方案。传统直流输送容量大、损耗低,适合大容量远距离输电,而柔性直流控制灵活、便于构成多端直流,适合新能源接入与向弱交流系统供电。混合多端直流结合两者各自的优势,可实现多电源供电、多落点受电,提供一种更为灵活、快捷的输电方式,同时在远距离海上风电、光伏发电的并网方案中具有独特的优势。部分工程已有混合多端拓扑的雏形和规划,因此有必要开展混合直流技术的研究。论文主要工作包括以下几个部分:
(1)从混合直流输电的基本构成出发,阐述常规直流输电技术和柔性直流输电技术基本运行原理并对其进行数学建模,进而明确常规换流器和柔性换流器的基本控制方式,为后续研究奠定理论基础。
(2)阐述混合多端直流输电系统的拓扑结构,在此基础上搭建四端混合直流输电系统,对其拓扑结构、基本原理尤其是控制策略进行研究,通过PSCAD模型进行仿真验证。
(3)研究了适用于混合多端直流输电系统的控制策略。传统的定斜率下垂控制策略由于下垂系数固定,可能发生部分换流站满载运行的情况,因此本章采用了适用于混合多端直流输电系统的非线性下垂控制策略。其次,建立相应数学模型并对其控制手段进行分析,最后通过PSCAD建立仿真模型与定斜率下垂控制仿真模型进行对比分析,验证了非线性下垂控制策略的有效性。
(4)提出基于信息物理融合的混合多端直流输电系统控制策略。首先介绍信息物理模型并搭建信息物理融合的混合多端直流输电模型,其次,考虑到逆变侧采用LCC换流器存在换相失败的风险,通过在主机调度中加入低压限功率控制策略,来降低换相失败的概率。最后,考虑到各换流站之间存在复杂的信息交换,提出了稳态和暂态两种控制策略,来解决站间的协调控制问题,并通过多种场景仿真证明所提协调控制策略有效性。
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