基于模塊化多電平換流器的多端柔性直流輸電系統(tǒng)（Multi-terminal High Voltage DC Transmission System Based on Modular Multilevel Converter,MMC-MTDC）在兼具電壓源型換流器（Voltage Sourced Converter,VSC）所有優(yōu)勢的同時,還具有更高的靈活性、可靠性和經(jīng)濟性,呈現(xiàn)出應(yīng)用場景多樣化、控制策略復(fù)雜化的特點。伴隨著全球能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和直流輸電技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,MMC-MTDC系統(tǒng)成為新能源并網(wǎng)和電網(wǎng)互聯(lián)的研究熱點,在解決我國西北地區(qū)大規(guī)模新能源發(fā)電基地電能的消納和外送問題上具有廣闊的應(yīng)用前景。在新能源接入MMC-MTDC系統(tǒng)時,新能源發(fā)電隨機性與間歇性等特點會導(dǎo)致潮流隨機變化,為MTDC系統(tǒng)的控制和運行帶來了極大困難。因此,研究大規(guī)模新能源電力接入多端柔性直流輸電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略對MTDC系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行有重要意義。在目前國內(nèi)外多端柔性直流輸電系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略研究的基礎(chǔ)上,本文提出了多層次多目標(biāo)多時間尺度的協(xié)調(diào)控制策略,針對自適應(yīng)下垂控制、基于模型預(yù)測的下垂... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MTDC系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-9-2基于自適應(yīng)下垂調(diào)節(jié)的多端柔性直流輸電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制2.1多端柔性直流輸電系統(tǒng)原理及控制策略2.1.1MMC的工作原理多端柔性直流輸電系統(tǒng)是由三端或三端以上基于電壓源型換流器的換流站及其相連的直流系統(tǒng)共同組成的高壓直流輸電系統(tǒng)。目前，柔性直流輸電技術(shù)中采用的電壓源型換流器主要由3種，即兩電平換流器、三電平換流器和模塊化多電平換流器(MMC)。本文選擇新一代的MMC作為多端柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器。圖2.1為MMC的主電路拓?fù)�。每個MMC有6個橋臂，三相中每一相都可以劃分為上橋臂和下橋臂。上、下橋臂均由n個子模塊(Sub-Module，SM)級聯(lián)橋臂電感Larm組成，上下兩個橋臂構(gòu)成一個相單元，6組級聯(lián)橋臂組合構(gòu)成三相換流器。usa、usb、usc為MMC輸出的交流電壓；Udc和Idc分別為直流電壓和電流；P、N為直流母線連接點。圖2.1MMC主電路拓?fù)銶MC半橋型子模塊由兩個帶有反并聯(lián)二極管(VD1、VD2)的IGBT(VT1、VT2)構(gòu)成的半橋以及一個并聯(lián)電容C組成。子模塊的結(jié)構(gòu)如圖2.2所示，其中，usm為子模塊端

繆�，ism為流過該子模塊的電流。子模塊可以被視為一個兩端元件，在兩個開關(guān)單元（開關(guān)單元指IGBT與反并聯(lián)二極管所組成的單元）的作用下，usm可以在電容電壓UC與0之間進(jìn)行切換。子模塊還設(shè)有保護(hù)開關(guān)部分，由高速旁路開關(guān)K1和壓接式晶閘管K2組成。當(dāng)子模塊發(fā)生故障的時候，K1能迅速旁路故障子模塊，并保證橋臂電流的連續(xù)性。當(dāng)發(fā)生換流器直流母線短路或傳輸線短路等嚴(yán)重的故障時，因K2具有良好的抗電流沖擊能力，能保護(hù)與它并聯(lián)的續(xù)流二極管。因此，K1和K2極大地增強了子模塊的安全性和實用性[51]。圖2.2MMC子模塊結(jié)構(gòu)圖MMC的子模塊單元有6種工作模式，閉鎖、投入和切除3種基本的工作狀態(tài)，工作狀態(tài)由VT1、VT2與VD1、VD2的狀態(tài)以及電流方向共同決定。閉鎖狀態(tài)：VT1和VT2都關(guān)斷。這種狀態(tài)是非正常工作狀態(tài)，正常運行時不允許出現(xiàn)這種工作狀態(tài)，但是可以用于MMC啟動時向子模塊充電以及故障時將子模塊電容器旁路。投入狀態(tài)：VT1開通，VT2關(guān)斷，此時電容是投入狀態(tài)，子模塊輸出電壓為UC。電容的工作狀態(tài)可能是放電，也可能是充電。切除狀態(tài)：VT1關(guān)斷，VT2開通，此時子模塊被旁路出主電路，此時輸出的電壓一定為0。MMC的工作原理不同于兩電平換流器和三電平換流器，它是通過階梯波的方式來逼近正弦波，主流的調(diào)制方法是最近電平逼近調(diào)制(NearestVoltageLevelModulation,NLM)。MMC應(yīng)用于高壓直流輸電時，一般需串聯(lián)幾十或上百個SM，電平數(shù)也將達(dá)到幾十或上百個，最近電平逼近調(diào)制法通過階梯波調(diào)制可以得到高質(zhì)量的電壓波形。MMC橋臂電壓是由該橋臂子模塊的通斷數(shù)量所決定的。正常運行時，NLM通過控制上下橋臂中子模塊的通斷數(shù)量來跟蹤給定的電壓波形，即可在交流側(cè)通過階梯波逼近得到所需的正弦電壓波

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3127760