【摘要】：隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,使得新能源的發(fā)電量占電網(wǎng)發(fā)電量的比重逐年上升。風力發(fā)電作為新能源發(fā)電的重要角色,其并網(wǎng)方式一直是國內(nèi)外研究的重點。基于模塊化多電平換流器(MMC)在高壓直流(HVDC)傳輸系統(tǒng)中的并網(wǎng)方式已成為目前大型海上風電場的發(fā)展目標。本文以MMC為基礎(chǔ),構(gòu)建風電并網(wǎng)系統(tǒng),提出一種最近電平PWM(NL-PWM)調(diào)制策略,此方法降低了MMC輸出電壓的諧波含量;給出了MMC交流側(cè)抑制負序分量的控制策略,使網(wǎng)側(cè)發(fā)生不對稱故障時,MMC交流側(cè)電流仍保持三相對稱。本文所做的主要工作如下:首先,介紹了MMC的拓撲結(jié)構(gòu),闡述MMC工作原理,著重介紹了MMC兩個比較傳統(tǒng)的調(diào)制策略,即最近電平逼近調(diào)制(NLM)和載波移相調(diào)制(CPS-PWM),分析其實現(xiàn)原理以及所存在的優(yōu)點和不足。為了解決由最近電平逼近調(diào)制產(chǎn)生的低次諧波問題和由載波移相調(diào)制帶來的復(fù)雜電壓控制問題,本文提出一種最近電平PWM(NL-PWM)的調(diào)制策略,詳細描述了該調(diào)制策略的實現(xiàn)方法,并給出了在Matlab/Simulink平臺上的仿真驗證結(jié)果。其次,搭建了基于MMC的風電并網(wǎng)系統(tǒng)模型,進而介紹了系統(tǒng)的運行原理。建立了基于三相靜止坐標系下的系統(tǒng)數(shù)學模型和基于dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系下系統(tǒng)的數(shù)學模型,對于系統(tǒng)的整體控制方式選擇了雙閉環(huán)的控制方式,并對雙閉環(huán)控制器進行了設(shè)計。再次,針對電網(wǎng)側(cè)發(fā)生不對稱故障的情況,基于建立網(wǎng)側(cè)電壓對稱及不對稱時,網(wǎng)側(cè)MMC的數(shù)學模型,對網(wǎng)側(cè)電壓不對稱條件下系統(tǒng)的運行特性進行了詳細分析,進而提出了抑制網(wǎng)側(cè)MMC負序分量的方法,實現(xiàn)對系統(tǒng)發(fā)生網(wǎng)側(cè)電壓不對稱故障的控制。最后,當網(wǎng)側(cè)發(fā)生不對稱故障時對系統(tǒng)控制策略進行仿真驗證,仿真結(jié)果表明當系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電壓發(fā)生不對稱故障時,該控制策略實現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,并且實現(xiàn)了MMC網(wǎng)側(cè)電流三相對稱的控制目標。
【圖文】：

圖 1.2 MMC-HVDC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig. 1.2 MMC-HVDC system structure如圖 1.2 所示為 MMC-HVDC 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖中表示了系統(tǒng)由風機、MMC 和三部分組成，是海上風電比較流行的拓撲結(jié)構(gòu)，世界上各個國家也同時積極開展的項目。例如在中國的上海建設(shè)了南匯風電場，在此風電場應(yīng)用了柔性直流輸電

在傳統(tǒng)的調(diào)制策略基礎(chǔ)上提出一種優(yōu)化的調(diào)制策略來適應(yīng)風電并網(wǎng)系統(tǒng)的要求。2.1 MMC 拓撲結(jié)構(gòu)圖 2.1 為 MMC 的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，基于 MMC 的風電并網(wǎng)系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)采用三相六橋臂模型，模型中 MMC 的各相主要包括上、下兩個橋臂，其中每個橋臂包含 2N 個子模塊（Sub Module，SM）和 2 個等效電感 L[39]。圖 2.1 MMC 的拓撲結(jié)構(gòu)Fig. 2.1 MMC topology由圖 2.1 可以看出，MMC 的拓撲結(jié)構(gòu)十分簡單，并且由于 MMC 的模塊數(shù)目比較多，，這樣通過子模塊數(shù)目的增加就可以承受更大的電壓，因此，MMC 換流器就可以通過增加或減少子模塊的數(shù)目來滿足不同電壓等級的要求。這樣做不但方便
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM614

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本文編號：2644253