【摘要】：提出了一種可仿真故障后恢復(fù)過程的自阻型模塊化多電平換流器(SB-MMC)等值電磁暫態(tài)模型。首先針對(duì)自阻型模塊化多電平換流器高壓直流輸電(MMC-HVDC)系統(tǒng)在直流故障后快速恢復(fù)的問題,設(shè)計(jì)了SB-MMC故障后快速恢復(fù)控制器與恢復(fù)策略,并分析了自阻子模塊在恢復(fù)過程中的動(dòng)態(tài)特性。基于上述SB-MMC的動(dòng)態(tài)過程分析,提出了適應(yīng)于任意工況的SB-MMC等值電磁暫態(tài)模型。最后,通過在PSCAD/EMTDC下的多組仿真,驗(yàn)證了SB-MMC等值電磁暫態(tài)模型的精確性并驗(yàn)證了故障后快速恢復(fù)控制方法的有效性。
【圖文】：

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ等任意工況下的動(dòng)態(tài)過程。最后，通過ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ下的多組仿真，，驗(yàn)證了上述等值電磁暫態(tài)模型的有效性；基于該等值模型，驗(yàn)證了ＳＢ－ＭＭＣ故障后快速恢復(fù)策略的正確性。１自阻型ＭＭＣ運(yùn)行原理和動(dòng)態(tài)過程分析１．１自阻型ＭＭＣ拓?fù)鋱D１所示為自阻型ＭＭＣ的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。自阻型ＭＭＣ的每個(gè)橋臂由Ｎ個(gè)子模塊級(jí)聯(lián)組成，其中Ｎ／２個(gè)子模塊為自阻型子模塊，Ｎ／２個(gè)為半橋型子模塊（ｈａｌｆｂｒｉｄｇｅｓｕｂ－ｍｏｄｕｌｅ，ＨＢＳＭ）［９］。ＳＢＳＭ對(duì)偶拓?fù)淙鐖D１右上角所示。為分析方便，本文下述分析均以自阻型子模塊拓?fù)洌睘槔D１自阻型ＭＭＣ拓?fù)洌疲椋纾保裕铮穑铮欤铮纾铮妫螅澹欤妫猓欤铮悖耄椋睿纾停停迷谡＿\(yùn)行時(shí)，ＳＢＳＭ中ＩＧＢＴ的Ｔ３一直保持為導(dǎo)通狀態(tài)，Ｔ１，Ｔ２管的導(dǎo)通模式與ＨＢＳＭ相同。記器件Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３的觸發(fā)信號(hào)分別為Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，則Ｓ１＝１，Ｓ２＝０，Ｓ３＝１時(shí)，ＳＢＳＭ電容被投入；Ｓ１＝０，Ｓ２＝１，Ｓ３＝１時(shí)，ＳＢＳＭ電容被切除。１．２啟動(dòng)工況動(dòng)態(tài)過程分析啟動(dòng)過程中，ＳＢ－ＭＭＣ的Ｔ３一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。ＳＢ－ＭＭＣ的啟動(dòng)過程與半橋型ＭＭＣ類似［２３］，可分為以下兩個(gè)階段：在第一階段，所有ＩＧＢＴ的Ｔ１，Ｔ２器件處于閉鎖狀態(tài)。以Ａ，Ｂ兩相為例，圖２（ａ）給出了Ａ相電流ｉＡ＞０（ｉＡ參考方向如圖２（ａ）

ｄｃ＝ｖＡＢ－２Ｌ０ｄｉＡｄｔ－（ＶｕＡｃｓ＋ＶｄＢｃｓ）（４）當(dāng)Ｓ１＝Ｓ２＝０，Ｓ３＝１時(shí)，ＳＢＳＭ的電容被旁路，ＳＢＳＭ輸出為０；當(dāng)Ｓ１＝Ｓ２＝０，Ｓ３＝０時(shí)，ＳＢＳＭ的電容被負(fù)投入充電，ＳＢＳＭ輸出為負(fù)的電容電壓。因此，通過控制ＳＢＳＭ中Ｔ３的開關(guān)狀態(tài)，即可控制處于負(fù)投入狀態(tài)的ＳＢＳＭ的個(gè)數(shù)，從而控制ＶｕＡｃｓ＋ＶｄＢｃｓ和充電電流的大校針對(duì)上述特點(diǎn)，本節(jié)設(shè)計(jì)了圖３所示的橋臂電流控制器。通過該控制器可以控制橋臂充電電流在ＩＧＢＴ耐流的正常運(yùn)行范圍內(nèi)，避免ＩＧＢＴ器件過熱燒毀。圖３以單相為例，給出了該相上下橋臂的橋臂電流控制器的設(shè)計(jì)框圖。橋臂電流控制器實(shí)時(shí)檢測橋臂電流Ｉｕｐ與Ｉｄｎ，并與橋臂電流參考值進(jìn)行比較，通過比例—積分（ＰＩ）環(huán)節(jié)生成需要負(fù)投入的ＳＢＳＭ個(gè)數(shù)Ｎｅｍｆ＿ｕｐ與Ｎｅｍｆ＿ｄｎ。由于通過減小負(fù)投入的ＳＢＳＭ可以增大橋臂電流，為此Ｉａｒｍｒｅｆ與Ｉｕｐ做差時(shí)，Ｉａｒｍｒｅｆ取負(fù)號(hào)，Ｉｕｐ取正號(hào)。圖３中，Ｆｒｃｌ為故障后快速恢復(fù)使能信號(hào)，當(dāng)Ｆｒｃｌ＝１時(shí)，投入快速恢復(fù)控制器；當(dāng)Ｆｒｃｌ＝０時(shí)，快速恢復(fù)控制器被閉鎖。圖３橋臂電流控制器Ｆｉｇ．３Ａｒｍｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｕｒｉｎｇｆａｓｔｒｅｃｏｖｅｒｙ橋臂電流在給直流線路充電的同時(shí)，也給處于負(fù)投入狀態(tài)的自阻型子模塊充電。為了平衡各ＳＢＳＭ在快速恢復(fù)過程中的能量，設(shè)計(jì)了圖４所示的能量均衡控制。圖４

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1 白路;史U

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