【摘要】：近年來,隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的逐漸轉(zhuǎn)變、負(fù)荷類型的多元化和分布式電源的大力發(fā)展,傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)正受到?jīng)_擊。同時大功率電力電子技術(shù)發(fā)展迅速,基于電壓源換流器的柔性直流輸電技術(shù)不斷向配電網(wǎng)延伸,使柔性直流配電網(wǎng)成為了國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。首先,對比了現(xiàn)有柔性直流配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),提出了基于雙端供電型的柔性中壓直流配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),該系統(tǒng)中壓直流線路電壓為±10kV。換流器采用三相兩電平的電壓源換流器,直流變壓器采用基于雙主動全橋(Dual Active Bridge,DAB)的直流固態(tài)變壓器。建立了換流器、直流變壓器、光伏系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。分別設(shè)計(jì)了換流器的定電壓控制和定功率控制、直流變壓器的雙閉環(huán)控制、光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤控制、儲能系統(tǒng)的恒功率控制。在PSCAD/EMTDC仿真環(huán)境下,搭建了基于雙端供電型的柔性中壓直流配電系統(tǒng)仿真模型,對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了仿真分析。其次,建立了換流變壓器在不同接線方式下,交流側(cè)線路單相接地故障和直流側(cè)線路單極接地故障的故障模型。研究了換流器直流側(cè)不同接地方式和換流變壓器不同接線方式對系統(tǒng)故障暫態(tài)特性的影響。通過理論分析和仿真,分析了不同系統(tǒng)接地方式存在的問題,最終確定換流變壓器Yn/Δ接線、換流器直流側(cè)電容采用分裂中點(diǎn)高阻接地的方式。第三,基于采用的系統(tǒng)接地方式,研究了系統(tǒng)各區(qū)域的故障特性。建立了換流器交流側(cè)單相接地故障、直流側(cè)單極接地和雙極短路的故障模型,并分析了故障對其他區(qū)域的影響。最后在PSCAD/EMTDC軟件中建立了基于雙端供電型的柔性中壓直流配電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)模型。通過分析計(jì)算和仿真,證明了該系統(tǒng)接地方式可有效地限制接地故障電流的過流水平,維持直流電壓穩(wěn)定,提高了系統(tǒng)的供電可靠性,具有較強(qiáng)的故障穿越能力和故障恢復(fù)能力。
【圖文】：

U2 io圖2-6 DAB變換器控制框圖Fig. 2-6 DAB converter control block diagram 電壓源換流器SC 是由全控器件構(gòu)成的換流器，主要運(yùn)用脈寬調(diào)制技術(shù)。與傳統(tǒng)的基于半換流技術(shù)不同，其具有易于擴(kuò)展、電壓電流諧波含量少、靈活可控、開關(guān)損相失敗、故障處理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)潮流的解耦控制。按相分，可分為三相換流器、單相換流器。也可按電平區(qū)分，可分成兩電平、三電平平換流器。本文換流器采用三相兩電平的電壓源換流器，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單便于VSC 的基本原理與數(shù)學(xué)模型電壓源換流器為三相兩電平的結(jié)構(gòu)時，其等效電路如圖 2-7 所示。設(shè) u sx、xi 、相電流， x a 、b 、c，cxnu.表示換流器交流側(cè) 相對n 點(diǎn)電壓，cxou.表交流側(cè) 相對o 點(diǎn)電壓。R 表示交流系統(tǒng)等效電阻，，L表示交流系統(tǒng)等效電感側(cè)電阻，loadi 為負(fù)荷電流。

柔性直流配電系統(tǒng)建模與控制UnkTqt/1（中，1n是光伏電池串聯(lián)的數(shù)目，2n是光伏電池并聯(lián)數(shù)，tU是光伏光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制策略，廣泛應(yīng)用的是最大功率點(diǎn)跟蹤控制(Mst 電路中的電力電子開關(guān)使光伏板在光照強(qiáng)度和溫度隨機(jī)變化時，率。本文設(shè)計(jì)的最大功率點(diǎn)跟蹤控制采用擾動觀察法，因?yàn)槠鋺?yīng)用構(gòu)簡單。其控制流程圖如圖 2-17 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM862

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本文編號：2595813