【摘要】：提出了一種可仿真故障后恢復過程的自阻型模塊化多電平換流器(SB-MMC)等值電磁暫態(tài)模型。首先針對自阻型模塊化多電平換流器高壓直流輸電(MMC-HVDC)系統(tǒng)在直流故障后快速恢復的問題,設計了SB-MMC故障后快速恢復控制器與恢復策略,并分析了自阻子模塊在恢復過程中的動態(tài)特性�；谏鲜鯯B-MMC的動態(tài)過程分析,提出了適應于任意工況的SB-MMC等值電磁暫態(tài)模型。最后,通過在PSCAD/EMTDC下的多組仿真,驗證了SB-MMC等值電磁暫態(tài)模型的精確性并驗證了故障后快速恢復控制方法的有效性。
【圖文】：

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ等任意工況下的動態(tài)過程。最后，通過ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ下的多組仿真，，驗證了上述等值電磁暫態(tài)模型的有效性；基于該等值模型，驗證了ＳＢ－ＭＭＣ故障后快速恢復策略的正確性。１自阻型ＭＭＣ運行原理和動態(tài)過程分析１．１自阻型ＭＭＣ拓撲圖１所示為自阻型ＭＭＣ的拓撲結構。自阻型ＭＭＣ的每個橋臂由Ｎ個子模塊級聯(lián)組成，其中Ｎ／２個子模塊為自阻型子模塊，Ｎ／２個為半橋型子模塊（ｈａｌｆｂｒｉｄｇｅｓｕｂ－ｍｏｄｕｌｅ，ＨＢＳＭ）［９］。ＳＢＳＭ對偶拓撲如圖１右上角所示。為分析方便，本文下述分析均以自阻型子模塊拓撲１為例。圖１自阻型ＭＭＣ拓撲Ｆｉｇ．１Ｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｓｅｌｆ－ｂｌｏｃｋｉｎｇＭＭＣ在正常運行時，ＳＢＳＭ中ＩＧＢＴ的Ｔ３一直保持為導通狀態(tài)，Ｔ１，Ｔ２管的導通模式與ＨＢＳＭ相同。記器件Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３的觸發(fā)信號分別為Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，則Ｓ１＝１，Ｓ２＝０，Ｓ３＝１時，ＳＢＳＭ電容被投入；Ｓ１＝０，Ｓ２＝１，Ｓ３＝１時，ＳＢＳＭ電容被切除。１．２啟動工況動態(tài)過程分析啟動過程中，ＳＢ－ＭＭＣ的Ｔ３一直處于導通狀態(tài)。ＳＢ－ＭＭＣ的啟動過程與半橋型ＭＭＣ類似［２３］，可分為以下兩個階段：在第一階段，所有ＩＧＢＴ的Ｔ１，Ｔ２器件處于閉鎖狀態(tài)。以Ａ，Ｂ兩相為例，圖２（ａ）給出了Ａ相電流ｉＡ＞０（ｉＡ參考方向如圖２（ａ）

ｄｃ＝ｖＡＢ－２Ｌ０ｄｉＡｄｔ－（ＶｕＡｃｓ＋ＶｄＢｃｓ）（４）當Ｓ１＝Ｓ２＝０，Ｓ３＝１時，ＳＢＳＭ的電容被旁路，ＳＢＳＭ輸出為０；當Ｓ１＝Ｓ２＝０，Ｓ３＝０時，ＳＢＳＭ的電容被負投入充電，ＳＢＳＭ輸出為負的電容電壓。因此，通過控制ＳＢＳＭ中Ｔ３的開關狀態(tài)，即可控制處于負投入狀態(tài)的ＳＢＳＭ的個數(shù)，從而控制ＶｕＡｃｓ＋ＶｄＢｃｓ和充電電流的大校針對上述特點，本節(jié)設計了圖３所示的橋臂電流控制器。通過該控制器可以控制橋臂充電電流在ＩＧＢＴ耐流的正常運行范圍內(nèi)，避免ＩＧＢＴ器件過熱燒毀。圖３以單相為例，給出了該相上下橋臂的橋臂電流控制器的設計框圖。橋臂電流控制器實時檢測橋臂電流Ｉｕｐ與Ｉｄｎ，并與橋臂電流參考值進行比較，通過比例—積分（ＰＩ）環(huán)節(jié)生成需要負投入的ＳＢＳＭ個數(shù)Ｎｅｍｆ＿ｕｐ與Ｎｅｍｆ＿ｄｎ。由于通過減小負投入的ＳＢＳＭ可以增大橋臂電流，為此Ｉａｒｍｒｅｆ與Ｉｕｐ做差時，Ｉａｒｍｒｅｆ取負號，Ｉｕｐ取正號。圖３中，Ｆｒｃｌ為故障后快速恢復使能信號，當Ｆｒｃｌ＝１時，投入快速恢復控制器；當Ｆｒｃｌ＝０時，快速恢復控制器被閉鎖。圖３橋臂電流控制器Ｆｉｇ．３Ａｒｍｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｕｒｉｎｇｆａｓｔｒｅｃｏｖｅｒｙ橋臂電流在給直流線路充電的同時，也給處于負投入狀態(tài)的自阻型子模塊充電。為了平衡各ＳＢＳＭ在快速恢復過程中的能量，設計了圖４所示的能量均衡控制。圖４

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1 白路;史U

本文編號：2575781