本文關(guān)鍵詞：基于MMC的STATCOM的研究

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【摘要】：目前國家大力發(fā)展高壓電力網(wǎng)絡,并促成智能電網(wǎng)的發(fā)展,隨著電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng),容量也在不斷地擴大。由于負載和諸如風電等不平穩(wěn)電源的大量存在,無功的就地補償問題成為現(xiàn)代中高壓電網(wǎng)中必須解決的問題,STATCOM作為柔性交流輸電技術(shù)重要的實踐成果之一,被用于應對無功補償領域的各種問題。但是傳統(tǒng)STATCOM受到器件參數(shù)、開關(guān)頻率、容量升級和故障處理能力等限制比較多,因而在中高壓大功率或大電流領域有其應用的局限性。模塊化多電平換流器MMC作為新一代級聯(lián)多電平技術(shù)的核心成果之一,已經(jīng)成為了近幾年的研究熱門。其具有的標準模塊化結(jié)構(gòu),不僅有利于對裝置容量進行升級,還擁有冗余容錯能力;同時其具備四象限運行特性,因而可以作為STATCOM的主電路拓撲而運用于無功補償領域。本文首先對目前MMC應用在STATCOM上的幾種主電路拓撲進行命名,并從啟動充電、應用范圍、系統(tǒng)控制、裝置的經(jīng)濟型等方面對比分析各自的優(yōu)缺點,最后提出了基于多重化技術(shù)的層疊MMC-STATCOM,闡述其如何作為大功率或大電流補償?shù)挠行Ы鉀Q方案,進行了優(yōu)缺點分析。其次從直流側(cè)不加大儲能電容或直流電壓的Ⅱ型拓撲出發(fā),闡述其工作原理,建立數(shù)學模型;對上下橋臂子模塊的電容電壓波動和橋臂能量進行研究和分析;接著對傳統(tǒng)MMC子模塊均壓控制方法中基于CPS-PWM的電壓均衡控制和基于相間能量平衡的電壓平均控制進行的推導證明;對Ⅱ型STATCOM建立系統(tǒng)總體控制框圖,在MATLAB/Simulink中搭建了模型進行仿真驗證。接著對本文提出的基于MMC多重化結(jié)構(gòu)的STATCOM,先進行數(shù)學建模,建立其交流回路等效模型,然后研究橋臂內(nèi)部端口電壓的求解方法,并研究穩(wěn)壓控制、冗余層控制等控制策略,給出系統(tǒng)總體控制框圖。針對基于CPSPWM的多重化技術(shù),進行子模塊移相角計算方法的研究,利用列表法和移相角矢量圖法進行歸納總結(jié),給出適合于MMC多重化結(jié)構(gòu)的STATCOM的子模塊移相角計算方法。最后,搭建單層、二重化和三重化仿真模型,通過觀察其輸出補償電流和電源側(cè)電流波形和幅頻特性進行研究,以驗證文中的一些結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平換流器 STATCOM 載波移相調(diào)制 多重化技術(shù)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM761.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9-11
• 1.2 STATCOM的國內(nèi)外研究和工程應用現(xiàn)狀11-13
• 1.3 基于MMC的STATCOM的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 無功電流檢測13-14
• 1.3.2 子模塊容錯控制14-15
• 1.3.3 調(diào)制方法15-16
• 1.3.4 均壓控制和環(huán)流抑制策略16-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 主電路拓撲結(jié)構(gòu)的對比分析及選擇19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 模塊化多電平換流器19-22
• 2.3 基于MMC的STATCOM主電路拓撲的對比分析22-25
• 2.3.1 基于MMC的Ⅰ型拓撲22-23
• 2.3.2 基于MMC的Ⅱ型拓撲23-24
• 2.3.3 基于MMC的Ⅲ型拓撲24-25
• 2.4 仿真驗證25-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于Ⅱ型拓撲的STATCOM建模與分析29-44
• 3.1 引言29
• 3.2 Ⅱ型STATCOM工作原理和數(shù)學模型29-33
• 3.2.1 Ⅱ型STATCOM的工作原理29-30
• 3.2.2 Ⅱ型STATCOM的數(shù)學建模30-33
• 3.3 Ⅱ型拓撲的控制策略33-43
• 3.3.1 電流跟蹤控制33
• 3.3.2 子模塊電容電壓波動分析33-36
• 3.3.3 橋臂能量分析36-38
• 3.3.4 極間穩(wěn)壓控制38
• 3.3.5 子模塊均壓控制及推導證明38-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 Ⅱ型STATCOM的性能仿真分析44-54
• 4.1 引言44
• 4.2 Ⅱ型STATCOM系統(tǒng)的總體控制架構(gòu)44-45
• 4.3 基于Ⅱ型主拓撲的STATCOM仿真分析45-53
• 4.3.1 極間電壓仿真分析45-48
• 4.3.2 子模塊電容電壓仿真分析48-50
• 4.3.3 橋臂電感和連接電感對輸出的影響仿真50-52
• 4.3.4 Ⅱ型STATCOM補償性能仿真52
• 4.3.5 Ⅱ型STATCOM其他性能仿真52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 Ⅲ型STATCOM的多重化分析54-74
• 5.1 引言54
• 5.2 Ⅲ型STATCOM拓撲結(jié)構(gòu)和數(shù)學建模54-57
• 5.2.1 Ⅲ型STATCOM的幾個基本假設54-55
• 5.2.2 Ⅲ型STATCOM數(shù)學建模及工作原理分析55-57
• 5.3 Ⅲ型STATCOM的控制方法57-61
• 5.3.1 電流解耦控制57-58
• 5.3.2 穩(wěn)壓控制58-60
• 5.3.3 冗余層容錯控制60-61
• 5.3.4 Ⅲ型STATCOM整體控制框圖61
• 5.4 基于CPS-PWM的多重化移相原理61-68
• 5.4.1 子模塊移相角計算方法61-66
• 5.4.2 基于多重化的調(diào)制原理解析66-68
• 5.5 Ⅲ型STATCOM的多重化仿真68-73
• 5.6 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻75-81
• 致謝81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號：793273