【摘要】：隨著能源緊缺和環(huán)境污染等問題的日益嚴峻,世界各國逐漸開展對可再生能源的大規(guī)模開發(fā)與利用,柔性直流輸電技術(shù)受到廣泛應(yīng)用。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 Flexible DC Transmission System Based on Modular Multi-level Converter,MMC-MTDC)因同時具備了MMC氋電壓、大容量的技術(shù)優(yōu)勢和MTDC系統(tǒng)靈活、可靠以及經(jīng)濟的運行特性而備受關(guān)注。MMC-MTDC系統(tǒng)需要在各換流站內(nèi)實現(xiàn)基本控制功能的基礎(chǔ)上,必須要有站間的協(xié)調(diào)控制策略,以應(yīng)對系統(tǒng)在正常狀態(tài)、潮流擾動、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變動等情況,最大限度地維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行。本文主要對MMC-MTDC系統(tǒng)換流站間的協(xié)調(diào)控制策略進行研究。首先分析了MMC的工作原理及其特性,并依據(jù)MMC的等效電路以三端系統(tǒng)為例建立了多端柔性直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型;然后闡述了MMC-MTDC系統(tǒng)的分層控制結(jié)構(gòu)體系,詳細介紹了換流器級和換流閥級控制中的各個環(huán)節(jié);接著論述了MMC-MTDC系統(tǒng)換流站間協(xié)調(diào)控制的特性,并著重分析了電壓裕度控制策略和電壓傾斜控制策略的機理、控制器結(jié)構(gòu)以及優(yōu)缺點;最后,在以上研究的基礎(chǔ)上,提出了適用于多端柔性直流輸電系統(tǒng)的直流電壓控制無縫切換策略,該策略將定直流電壓控制、定有功功率控制、以及下垂控制三種外環(huán)有功量控制模式結(jié)合起來,在各種情形下可利用相應(yīng)的控制器通過一定的原則只需改變控制模式選擇系數(shù)即可及時切換特定換流站的控制模式,來維持系統(tǒng)直流電壓穩(wěn)定和保證各換流站功率平衡,具有很強的靈活性和適應(yīng)性。另外,研究過程中在RT-LAB環(huán)境下搭建了基于MMC的五端柔性直流輸電系統(tǒng)仿真模型,驗證了所提出策略的正確性與有效性。
[Abstract]:With the increasingly serious problems of energy shortage and environmental pollution, the large-scale development and utilization of renewable energy has been carried out in various countries in the world, and flexible DC transmission technology has been widely used. The multi-terminal flexible DC transmission system (Multi-Terminal Flexible DC Transmission System Based on Modular Multi-level Converter,MMC-MTDC) based on modular multilevel converter has the advantages of MMC voltage, large capacity and flexibility of MTDC system at the same time. MMC-MTDC system needs to realize the basic control function in each converter station, and must have coordinated control strategy between stations in order to deal with the system in normal state and power flow disturbance. Grid structure changes and other circumstances, to maximize the stability of the system operation. This paper mainly studies the coordinated control strategy between converter stations in MMC-MTDC system. Firstly, the working principle and characteristics of MMC are analyzed. According to the equivalent circuit of MMC, the mathematical model of multi-terminal flexible HVDC transmission system is established by taking the three-terminal system as an example. Then the hierarchical control structure system of MMC-MTDC system is described, and every link in converter stage and converter valve stage control is introduced in detail. Secondly, the characteristics of coordinated control between converter stations in MMC-MTDC system are discussed, and the mechanism of voltage margin control strategy and voltage tilt control strategy, the structure of controller, the advantages and disadvantages of the control strategy are emphatically analyzed. Finally, on the basis of the above research, a seamless switching strategy of DC voltage control for multi-terminal flexible HVDC transmission system is proposed, which is composed of constant DC voltage control and constant active power control. Combined with the three external loop active power control modes, the corresponding controller can be used to switch the control mode of a particular converter station in time by changing the control mode selection coefficient only by changing the selection coefficient of the control mode, under various circumstances, the corresponding controller can be used to change the control mode of a particular converter station in time by changing the control mode selection coefficient. In order to maintain the DC voltage stability of the system and ensure the power balance of each converter station, it has strong flexibility and adaptability. In addition, the simulation model of five-terminal flexible DC transmission system based on MMC is built in RT-LAB environment, and the correctness and effectiveness of the proposed strategy are verified.
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM721.1

【參考文獻】

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本文編號：2443677