發(fā)布時間：2020-05-11 15:12

【摘要】：基于模塊化多電平換流器的多端柔性直流輸電技術(MMC-MTDC)具有多端系統(tǒng)運行靈活、可靠性高、可以多電源供電、多落點受電的優(yōu)點,是解決可再生能源并網、無源網絡供電,實現(xiàn)能源互聯(lián)網最有效的方案之一。然而MMCMTDC的結構和控制策略都很復雜,因此,需要對MMC-MTDC的協(xié)調控制進行深入研究。由于穩(wěn)定直流電壓與合理分配功率是MMC-MTDC控制策略需要考慮的核心問題,所以本文將其作為研究重點,以MMC-MTDC系統(tǒng)的分級控制(閥級控制、換流站級控制、系統(tǒng)級控制)為框架展開了以下相關研究工作。首先采用模塊化多電平換流器(MMC)作為本文研究對象;詳細分析了MMC子模塊的工作原理,給出了最近電平逼近調制策略(NLM)。并建立了換流站在三相靜止坐標系和dq旋轉坐標系下的數(shù)學模型,在此基礎之上給出了針對換流站的直接電流控制法,并設計了相應的雙環(huán)電流控制器;在PSCAD/EMTDC仿真軟件對給出的控制策略進行了驗證,仿真結果表明設計的雙環(huán)控制器能夠實現(xiàn)換流站有功功率和無功功率的獨立解耦控制。然后詳細分析了MMC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調控制策略:單點直流電壓控制策略,并在此基礎上提出改進型控制策略,并在PSCAD/EMTDC仿真軟件搭建三端系統(tǒng)仿真驗證這種改進型控制策略無論主換流站工作在整流狀態(tài)還是逆變狀態(tài),無需站間通信,仍能實現(xiàn)良好的動態(tài)特性,提高了多端系統(tǒng)的靈活生和可靠性,應用范圍更廣,優(yōu)于傳統(tǒng)單點直流電壓控制。最后,本文提出了一種直流電壓下垂控制策略,并在此基礎上作出改進,通過在下垂控制器中引入第一、第二優(yōu)先級調節(jié)參數(shù)實現(xiàn)對按照系統(tǒng)運行工況的需求自適應調節(jié)下垂系數(shù)的控制,同時控制器能夠按照各換流站之間的實時功率裕度大小分配系統(tǒng)不平衡功率。并在PSCAD/EMTDC仿真軟件中搭建了四端柔性直流輸電系統(tǒng)。仿真結果表明:改進后的電壓下垂控制實現(xiàn)了下垂系數(shù)的自動改變,能夠有效減小直流電壓偏差,合理分配有功功率,提高了換流站的利用率,同時控制更加穩(wěn)定;當系統(tǒng)受到擾動功率發(fā)生不平衡時,控制器能夠根據(jù)換流站自身功率裕度的大小合理分配功率調節(jié)任務。圖[66] 表[5] 參[55]
【圖文】：

子模塊數(shù)下橋臂投入子模塊數(shù)各子模塊電容電壓電容電壓均衡控制流方向觸發(fā)脈沖1CUCU取整函數(shù)圖 11 最近電平逼近調制的流程圖Fig11 Flow chart of NLM在 PSCAD/EMTDC 仿真軟件中搭建了 21電平的兩端模塊化多電平換型，通過仿真來驗證結合了最近電平逼近調制方式和電容均衡策略兩在系統(tǒng)中的性能。仿真中，每個橋臂設置 20 個子模塊，dcU = 20kV F ，0L =4mH，，換流變壓器變比為 10：23。最近電平逼近調制時，某相電壓和調制參考電壓的仿真如圖 12 所示參考相�？梢悦黠@看出，經過最近電平逼近調制后，輸出電壓 uva和varef都是高質量的電壓正弦波形，同時輸出電壓和參考電壓的差別基。驗證了本節(jié)采用的控制策略達到預期目標，非�？煽俊�

安徽理工大學碩士學位論文用最近電平逼近調制時，子模塊 SM 電容電壓的仿真如圖 13 所示 相為參考相，已知 是上橋臂子模塊電容電壓， 是下橋臂子�？梢悦黠@看出，經過最近電平逼近調制后，上橋臂子模塊電容電壓臂子模塊電容電壓 的電壓波形基本一致且都基本可以維持在 1出電壓和參考電壓的差別基本可以忽略。驗證了本節(jié)采用的控制策容電壓出現(xiàn)巨大波動，從而使得端口電壓保持恒定。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM721.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 孫璐;趙志剛;;基于電壓源型換流器的高壓直流輸電技術研究[J];黑龍江科技信息;2015年22期

2 高強;林燁;黃立超;羅偉;;舟山多端柔性直流輸電工程綜述[J];電網與清潔能源;2015年02期

本文編號：2658647