基于模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的柔性直流電網是未來柔性直流輸電技術的重要發(fā)展方向。目前,我國正在建設世界首個柔性直流電網工程——±500kV張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程。該工程采用了半橋子模塊MMC配合直流斷路器的輸電方式,并且四端換流站通過同塔架設的架空線連接成直流電網。諸多新技術和裝備均首次應用于該工程,這也帶來了更多的技術挑戰(zhàn)。由于架空線的應用,該工程更易出現短路故障。短路故障以及直流斷路器頻繁分斷,使得系統(tǒng)過電壓的計算是工程設計階段非常重要的一環(huán)。但是,目前針對柔性直流電網短路故障過電壓計算的研究仍然較少,對于短路故障下直流電網過電壓仿真模型以及過電壓特性的研究仍有不足。為解決上述問題,本文針對柔性直流電網中電力電子裝備(MMC和直流斷路器)的短路故障過電壓仿真模型以及張北直流電網的短路故障過電壓產生機理與特性開展了深入研究。本文根據過電壓仿真計算中對MMC模型仿真精度與效率的要求,提出了MMC橋臂平均值模型和端口平均值模型。橋臂平均值模型以子模塊的戴維南等效電路為基礎,利用能量均分方法實現了 MMC橋臂級的... 

【文章來源】：華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：129 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３二極管全橋型直流斷路器拓撲結構??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｏｄｅ?ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ?ｂ?

本文的研宄主要圍繞張北柔性直流電網開展，論文中多處用到了張北工程的??仿真，在這里簡單地對工程概況進行介紹。張北柔性直流電網工程在北京、張北、??康保和豐寧建設換流站，由架空線連接形成四端網絡，其結構如圖１－６所示。其??中張北、康保為新能源送端，北京為受端，豐寧為直流電網提供抽水蓄能調節(jié)。??工程由多回直流架空輸電線路組成，采用同桿假設的金屬Ｎ流線形成四端直流電??網，桿塔結構可參考文獻［５０］。金屬冋線在北京站或豐寧站經１５Ｑ電阻接地。為??節(jié)約正文篇幅，本文將張北電網的具體參數列于附錄中。本文建模的對象是柔性??｜］??

Ｆｉｇ．２－１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆＭＭＣ??２．１．２模型拓撲與參數計算方法??本文提出的ＭＭＣ橋臂平均值模型如圖２－２所示，圖中展示了?ＭＭＣ中一個??橋臂的等效電路。開關Ｓ、二極管ＤＩ０ＤＥ１和ＤＩ０ＤＥ２用于還原ＭＭＣ的閉鎖特??性，ＭＭＣ正常工作時開關Ｓ閉合，ＭＭＣ閉鎖時開關Ｓ打開。７＾與＾＾為橋臂??的等效電阻與電壓，計算這兩個參數時需要用到橋臂的戴維南等效電路、電容電??壓均衡假設與電容能量均分思想。下面分別介紹ＭＭＣ正常工作與閉鎖時／？＿ｅｑ??與Ｗａｒｍｅｑ的計算方法。??Ｏ??ＤＩＯＤＥｌ?Ｗ?＼?Ｓ??＿＿｜??ＤＩＯＤＥ２＿＿?＾ａｒｍｅｑ??６??圖２－２?ＭＭＣ橋臂平均值模型??Ｆｉｇ．２－２?Ｂｒｉｄｇｅ?ａｖｅｒａｇｅ?ｖａｌｕｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆＭＭＣ??（１）?ＭＭＣ正常工作??以半橋式ＭＭＣ中一個子模塊為單元進行分析，子模塊結構如圖２－３（ａ）所示，??１６??


本文編號：2911520