本文關(guān)鍵詞：基于MMC的多端直流輸電系統(tǒng)仿真研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：柔性直流輸電技術(shù)在我國的工程化應(yīng)用,對于提高我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平,建立經(jīng)濟、環(huán)保、高效、先進的智能輸配電系統(tǒng)具有重要意義�；谀K化多電平變流器的多端直流輸電系統(tǒng)(Multi-Terminal Direct Current based on Modular Multilevel Converter, MMC-MTDC)同時具備了MMC高電壓、大容量的技術(shù)優(yōu)勢和MTDC系統(tǒng)靈活性、可靠性和經(jīng)濟性的運行特點,因此,基于MMC的柔性直流輸電已成為直流輸電領(lǐng)域的研究熱點之一。本文主要針對基于MMC的多端直流輸電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略以及上層控制進行了研究,并通過實時仿真和實驗平臺進行了驗證,主要內(nèi)容包括：(1)對MMC-MTDC輸電系統(tǒng)的換流閥級控制進行了研究。通過對MMC不同調(diào)制方式和均壓控制的對比分析,考慮到電壓等級和模塊數(shù)等因素影響,選擇出了適合柔性直流輸電的載波移相調(diào)制和子模塊均壓控制的控制方式。詳細(xì)介紹了MMC-MTDC系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立、控制系統(tǒng)以及控制器設(shè)計等問題,重點分析了單臺MMC換流站的控制方法和控制目標(biāo)。(2)對MMC-MTDC輸電系統(tǒng)的換流站級控制進行了研究。詳細(xì)對比分析了MMC-MTDC輸電系統(tǒng)的三種協(xié)調(diào)控制策略——主從控制、直流電壓裕度控制、直流電壓斜率控制的優(yōu)缺點及適用場合。(3)針對直流電壓斜率控制存在的問題,提出了兩種改進控制策略——下垂曲線平移控制和下垂曲線斜率控制,在此基礎(chǔ)上,提出了將兩種改進控制相結(jié)合的新型直流電壓斜率控制,該控制策略不僅可以消除系統(tǒng)靜態(tài)偏差,而且可以提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng),避免過電壓的發(fā)生。對MMC-MTDC系統(tǒng)新型直流電壓斜率控制進行了穩(wěn)定性分析,通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)、根軌跡繪制得到了控制參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響及控制參數(shù)的選擇范圍。(4)對MMC-MTDC輸電系統(tǒng)的系統(tǒng)級控制進行了研究。介紹了MMC-MTDC輸電系統(tǒng)通用上層控制,詳細(xì)分析了MMC-MTDC系統(tǒng)采用不同本地控制時上層控制器的的設(shè)計。針對城市配電網(wǎng)存在的問題,提出了一種以城市配電網(wǎng)為背景的多端系統(tǒng)上層控制策略,并通過算例分析進行了驗證。(5)在RT-LAB實時仿真器中搭建了MMC-MTDC輸電系統(tǒng)的實時仿真模型,通過實時仿真驗證了文中提出的控制策略的正確性和有效性。利用MMC-MTDC輸電系統(tǒng)實驗平臺,對文中提出的控制策略進行了實驗驗證,實驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平變換器 高壓直流輸電 協(xié)調(diào)控制策略 直流電壓斜率控制 穩(wěn)定性分析 上層控制
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-20
• 1.1 課題背景及研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 MMC-HVDC的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 VSC-MTDC系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 MMC-MTDC系統(tǒng)穩(wěn)定性分析研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 MMC-MTDC工程應(yīng)用研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本文主要工作18-20
• 2 MMC-HVDC模型及基本控制策略20-38
• 2.1 MMC的工作原理20-22
• 2.2 MMC-HVDC系統(tǒng)建模22-26
• 2.2.1 MMC的數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.2.2 MMC-HVDC系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.3 MMC-HVDC基本控制策略26-33
• 2.3.1 MMC-HVDC的控制系統(tǒng)26-28
• 2.3.2 MMC-HVDC的控制設(shè)計28-31
• 2.3.3 MMC調(diào)制方式31-33
• 2.4 MMC-HVDC系統(tǒng)的仿真研究33-37
• 2.4.1 MMC-HVDC仿真模型及參數(shù)33-34
• 2.4.2 仿真分析34-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 3 MMC-MTDC的協(xié)調(diào)控制策略38-68
• 3.1 多端站間協(xié)調(diào)控制策略38-52
• 3.1.1 主從控制38-40
• 3.1.2 直流電壓裕度控制40-46
• 3.1.3 直流電壓斜率控制46-52
• 3.2 新型直流電壓斜率控制策略52-60
• 3.2.1 下垂曲線平移控制設(shè)計與分析52-55
• 3.2.2 下垂曲線斜率控制設(shè)計與分析55-59
• 3.2.3 新型直流電壓斜率控制設(shè)計59-60
• 3.3 MMC-MTDC系統(tǒng)穩(wěn)定性分析60-63
• 3.3.1 MMC-MTDC系統(tǒng)控制模型60-61
• 3.3.2 基于根軌跡的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性參數(shù)設(shè)計61-63
• 3.4 MMC-MTDC系統(tǒng)新型協(xié)調(diào)控制策略仿真分析63-67
• 3.4.1 系統(tǒng)功率突變擾動下仿真分析64-65
• 3.4.2 系統(tǒng)故障情況下的仿真分析65-67
• 3.5 本章小結(jié)67-68
• 4 MMC-MTDC系統(tǒng)上層控制研究68-78
• 4.1 上層控制器的通用設(shè)計68-69
• 4.2 MMC-MTDC系統(tǒng)上層控制69-73
• 4.2.1 適用于主從控制的MMC-MTDC系統(tǒng)上層控制69-72
• 4.2.2 適用于電壓裕度控制和斜率控制的MMC-MTDC系統(tǒng)上層控制72-73
• 4.3 算例分析73-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 5 MMC-MTDC實驗平臺及系統(tǒng)實驗78-90
• 5.1 實驗平臺介紹78-80
• 5.2 單臺MMC換流站實驗80-84
• 5.2.1 單臺MMC定直流電壓控制實驗80-81
• 5.2.2 單臺MMC定有功功率控制實驗81-83
• 5.2.3 單臺MMC定交流電壓控制實驗83-84
• 5.3 直流輸電系統(tǒng)實驗84-89
• 5.3.1 MMC-HVDC輸電系統(tǒng)實驗84-85
• 5.3.2 傳統(tǒng)直流電壓斜率控制實驗85-86
• 5.3.3 新型直流電壓斜率控制實驗86-89
• 5.4 本章小結(jié)89-90
• 6 總結(jié)與展望90-92
• 6.1 總結(jié)90-91
• 6.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果96-100
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集100

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本文編號：257463