【摘要】：隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,使得新能源的發(fā)電量占電網(wǎng)發(fā)電量的比重逐年上升。風(fēng)力發(fā)電作為新能源發(fā)電的重要角色,其并網(wǎng)方式一直是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)�；谀K化多電平換流器(MMC)在高壓直流(HVDC)傳輸系統(tǒng)中的并網(wǎng)方式已成為目前大型海上風(fēng)電場的發(fā)展目標(biāo)。本文以MMC為基礎(chǔ),構(gòu)建風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng),提出一種最近電平PWM(NL-PWM)調(diào)制策略,此方法降低了MMC輸出電壓的諧波含量;給出了MMC交流側(cè)抑制負(fù)序分量的控制策略,使網(wǎng)側(cè)發(fā)生不對稱故障時(shí),MMC交流側(cè)電流仍保持三相對稱。本文所做的主要工作如下:首先,介紹了MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),闡述MMC工作原理,著重介紹了MMC兩個(gè)比較傳統(tǒng)的調(diào)制策略,即最近電平逼近調(diào)制(NLM)和載波移相調(diào)制(CPS-PWM),分析其實(shí)現(xiàn)原理以及所存在的優(yōu)點(diǎn)和不足。為了解決由最近電平逼近調(diào)制產(chǎn)生的低次諧波問題和由載波移相調(diào)制帶來的復(fù)雜電壓控制問題,本文提出一種最近電平PWM(NL-PWM)的調(diào)制策略,詳細(xì)描述了該調(diào)制策略的實(shí)現(xiàn)方法,并給出了在Matlab/Simulink平臺(tái)上的仿真驗(yàn)證結(jié)果。其次,搭建了基于MMC的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)模型,進(jìn)而介紹了系統(tǒng)的運(yùn)行原理。建立了基于三相靜止坐標(biāo)系下的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和基于dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,對于系統(tǒng)的整體控制方式選擇了雙閉環(huán)的控制方式,并對雙閉環(huán)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。再次,針對電網(wǎng)側(cè)發(fā)生不對稱故障的情況,基于建立網(wǎng)側(cè)電壓對稱及不對稱時(shí),網(wǎng)側(cè)MMC的數(shù)學(xué)模型,對網(wǎng)側(cè)電壓不對稱條件下系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,進(jìn)而提出了抑制網(wǎng)側(cè)MMC負(fù)序分量的方法,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)發(fā)生網(wǎng)側(cè)電壓不對稱故障的控制。最后,當(dāng)網(wǎng)側(cè)發(fā)生不對稱故障時(shí)對系統(tǒng)控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電壓發(fā)生不對稱故障時(shí),該控制策略實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,并且實(shí)現(xiàn)了MMC網(wǎng)側(cè)電流三相對稱的控制目標(biāo)。
【圖文】：

圖 1.2 MMC-HVDC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig. 1.2 MMC-HVDC system structure如圖 1.2 所示為 MMC-HVDC 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖中表示了系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、MMC 和三部分組成，是海上風(fēng)電比較流行的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，世界上各個(gè)國家也同時(shí)積極開展的項(xiàng)目。例如在中國的上海建設(shè)了南匯風(fēng)電場，在此風(fēng)電場應(yīng)用了柔性直流輸電

在傳統(tǒng)的調(diào)制策略基礎(chǔ)上提出一種優(yōu)化的調(diào)制策略來適應(yīng)風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的要求。2.1 MMC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 2.1 為 MMC 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，基于 MMC 的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用三相六橋臂模型，模型中 MMC 的各相主要包括上、下兩個(gè)橋臂，其中每個(gè)橋臂包含 2N 個(gè)子模塊（Sub Module，SM）和 2 個(gè)等效電感 L[39]。圖 2.1 MMC 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig. 2.1 MMC topology由圖 2.1 可以看出，MMC 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)十分簡單，并且由于 MMC 的模塊數(shù)目比較多，，這樣通過子模塊數(shù)目的增加就可以承受更大的電壓，因此，MMC 換流器就可以通過增加或減少子模塊的數(shù)目來滿足不同電壓等級的要求。這樣做不但方便
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM614

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本文編號：2644253