發(fā)布時(shí)間：2017-08-31 06:23

  本文關(guān)鍵詞：模塊化多電平換流器控制策略改進(jìn)和控制參數(shù)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 模塊化多電平換流器 電磁暫態(tài)仿真 電容電壓均衡控制 控制參數(shù)優(yōu)化 多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法

【摘要】：模塊化多電平換流器作為新興的電壓源換流器,具有模塊化結(jié)構(gòu),輸出波形諧波含量低,有功無(wú)功獨(dú)立控制等優(yōu)點(diǎn),適合于新能源并網(wǎng),孤島供電,大型城市供電等場(chǎng)合。隨著電壓等級(jí)和輸電容量的升高,模塊化多電平換流器的子模塊個(gè)數(shù)也隨之大幅度的提高。這使得,模塊化多電平換流器在電磁暫態(tài)仿真建模、子模塊電容電壓均衡控制以及控制參數(shù)優(yōu)化方面遇到了巨大的挑戰(zhàn)。為此,本文以建立電磁暫態(tài)高效仿真模型為基礎(chǔ),對(duì)模塊化多電平換流器的電容電壓均衡控制和控制參數(shù)進(jìn)行了分析和研究。1.針對(duì)大規(guī)模模塊化多電平換流器仿真效率低的問(wèn)題,首先分析了子模塊拓?fù)涞倪\(yùn)行特性。建立了一端口戴維南詳細(xì)等效模型,同時(shí)為了克服PSCAD/EMTDC不提供插值計(jì)算接口的困難,引入了二極管以提高仿真精度。為了進(jìn)一步提高仿真效率,基于平均等效概念建立了一種開(kāi)關(guān)函數(shù)模型。在PSCAD/EMTDC中對(duì)比了詳細(xì)器件搭建的模型和本文提出的兩種模型,驗(yàn)證了提出模型的仿真精度和仿真效率。2.為了在電容電壓偏差允許值之內(nèi),盡量減少開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)頻率和控制算法耗時(shí),提出了基于分類(lèi)改進(jìn)的MMC電容電壓均衡控制策略。該方法,根據(jù)電容電壓和上一次的投入狀態(tài)對(duì)電容進(jìn)行分類(lèi),大大減少了參與排序的電容個(gè)數(shù),有效減少了開(kāi)關(guān)頻率,并保證電容電壓的均衡。通過(guò)在PSCAD/EMTDC下,對(duì)比分析了多種電容電壓均衡控制策略,驗(yàn)證了改進(jìn)方法的有效性。3.分析了模塊化多電平換流器控制策略,為了適應(yīng)模塊化多電平換流器控制參數(shù)優(yōu)化,加入狀態(tài)評(píng)估來(lái)動(dòng)態(tài)適應(yīng)運(yùn)動(dòng)參數(shù),以改進(jìn)多目標(biāo)粒子群算法。然后采用改進(jìn)算法,以電磁暫態(tài)仿真程序仿真結(jié)果為適應(yīng)值,對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。最后在PSCAD/EMTDC中仿真驗(yàn)證了改進(jìn)算法在模塊化多電平換流器控制參數(shù)優(yōu)化中的有效性。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平換流器 電磁暫態(tài)仿真 電容電壓均衡控制 控制參數(shù)優(yōu)化 多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM721.1;TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 模塊化多電平換流器輸電技術(shù)10-13
• 1.2.1 模塊化多電平換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)10-11
• 1.2.2 模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)11-13
• 1.3 模塊化多電平換流器研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 模塊化多電平換流器電磁暫態(tài)仿真建模的研究13-14
• 1.3.2 模塊化多電平換流器電容電壓均衡控制的研究14-15
• 1.3.3 模塊化多電平換流器控制參數(shù)優(yōu)化的研究15
• 1.4 本文主要工作15-17
• 第2章 基于PSCAD/EMTDC的大規(guī)模MMC高效仿真建模方法17-29
• 2.1 MMC子模塊拓?fù)浼捌涔ぷ魈匦?/span>17-19
• 2.1.1 MMC子模塊拓?fù)?/span>17-18
• 2.1.2 不同拓?fù)渥幽K工作特性18-19
• 2.2 MMC高效仿真建模方法19-25
• 2.2.1 基于戴維南定理的等效詳細(xì)模型19-22
• 2.2.2 閉鎖狀態(tài)與正常狀態(tài)切換的處理22-24
• 2.2.3 基于平均等效的開(kāi)關(guān)函數(shù)模型24-25
• 2.3 算例驗(yàn)證25-28
• 2.3.1 仿真精度25-27
• 2.3.2 仿真速率27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于分類(lèi)改進(jìn)的MMC電容電壓均衡控制策略29-37
• 3.1 MMC子模塊均壓控制策略研究29-30
• 3.1.1 子模塊電容電壓均衡控制機(jī)理分析29
• 3.1.2 子模塊電容電壓均衡控制性能指標(biāo)分析29-30
• 3.2 改進(jìn)的電容電壓均衡控制30-33
• 3.2.1 電容分類(lèi)30-31
• 3.2.2 分類(lèi)優(yōu)先排序31
• 3.2.3 確定排序類(lèi)31-32
• 3.2.4 選擇電容投入32-33
• 3.2.5 整體控制策略33
• 3.3 仿真驗(yàn)證33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第4章 模塊化多電平換流器控制參數(shù)優(yōu)化37-48
• 4.1 MMC控制系統(tǒng)37-38
• 4.1.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)37-38
• 4.1.2 電壓功率控制模塊38
• 4.1.3 環(huán)流抑制模塊38
• 4.1.4 調(diào)制模塊和電容電壓均衡模塊38
• 4.2 基于進(jìn)化狀態(tài)的多目標(biāo)粒子群算法38-42
• 4.2.1 多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題38-39
• 4.2.2 自適應(yīng)網(wǎng)格多目標(biāo)粒子群算法39-40
• 4.2.3 多目標(biāo)粒子群算法的改進(jìn)40-42
• 4.3 基于粒子群算法的控制參數(shù)優(yōu)化42-43
• 4.3.1 控制參數(shù)的評(píng)價(jià)函數(shù)42
• 4.3.2 適應(yīng)值計(jì)算42
• 4.3.3 參數(shù)優(yōu)化流程42-43
• 4.4 仿真分析43-47
• 4.4.1 MMC仿真模型43-44
• 4.4.2 算法優(yōu)化性能分析44-45
• 4.4.3 優(yōu)化后參數(shù)控制效果對(duì)比45-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 結(jié)論與展望48-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果52-53
• 致謝53

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