基于模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的柔性直流電網(wǎng)是未來(lái)柔性直流輸電技術(shù)的重要發(fā)展方向。目前,我國(guó)正在建設(shè)世界首個(gè)柔性直流電網(wǎng)工程——±500kV張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗(yàn)示范工程。該工程采用了半橋子模塊MMC配合直流斷路器的輸電方式,并且四端換流站通過(guò)同塔架設(shè)的架空線連接成直流電網(wǎng)。諸多新技術(shù)和裝備均首次應(yīng)用于該工程,這也帶來(lái)了更多的技術(shù)挑戰(zhàn)。由于架空線的應(yīng)用,該工程更易出現(xiàn)短路故障。短路故障以及直流斷路器頻繁分?jǐn)?使得系統(tǒng)過(guò)電壓的計(jì)算是工程設(shè)計(jì)階段非常重要的一環(huán)。但是,目前針對(duì)柔性直流電網(wǎng)短路故障過(guò)電壓計(jì)算的研究仍然較少,對(duì)于短路故障下直流電網(wǎng)過(guò)電壓仿真模型以及過(guò)電壓特性的研究仍有不足。為解決上述問(wèn)題,本文針對(duì)柔性直流電網(wǎng)中電力電子裝備(MMC和直流斷路器)的短路故障過(guò)電壓仿真模型以及張北直流電網(wǎng)的短路故障過(guò)電壓產(chǎn)生機(jī)理與特性開(kāi)展了深入研究。本文根據(jù)過(guò)電壓仿真計(jì)算中對(duì)MMC模型仿真精度與效率的要求,提出了MMC橋臂平均值模型和端口平均值模型。橋臂平均值模型以子模塊的戴維南等效電路為基礎(chǔ),利用能量均分方法實(shí)現(xiàn)了 MMC橋臂級(jí)的... 

【文章來(lái)源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３二極管全橋型直流斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｏｄｅ?ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ?ｂ?

本文的研宄主要圍繞張北柔性直流電網(wǎng)開(kāi)展，論文中多處用到了張北工程的??仿真，在這里簡(jiǎn)單地對(duì)工程概況進(jìn)行介紹。張北柔性直流電網(wǎng)工程在北京、張北、??康保和豐寧建設(shè)換流站，由架空線連接形成四端網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)如圖１－６所示。其??中張北、康保為新能源送端，北京為受端，豐寧為直流電網(wǎng)提供抽水蓄能調(diào)節(jié)。??工程由多回直流架空輸電線路組成，采用同桿假設(shè)的金屬Ｎ流線形成四端直流電??網(wǎng)，桿塔結(jié)構(gòu)可參考文獻(xiàn)［５０］。金屬冋線在北京站或豐寧站經(jīng)１５Ｑ電阻接地。為??節(jié)約正文篇幅，本文將張北電網(wǎng)的具體參數(shù)列于附錄中。本文建模的對(duì)象是柔性??｜］??

Ｆｉｇ．２－１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆＭＭＣ??２．１．２模型拓?fù)渑c參數(shù)計(jì)算方法??本文提出的ＭＭＣ橋臂平均值模型如圖２－２所示，圖中展示了?ＭＭＣ中一個(gè)??橋臂的等效電路。開(kāi)關(guān)Ｓ、二極管ＤＩ０ＤＥ１和ＤＩ０ＤＥ２用于還原ＭＭＣ的閉鎖特??性，ＭＭＣ正常工作時(shí)開(kāi)關(guān)Ｓ閉合，ＭＭＣ閉鎖時(shí)開(kāi)關(guān)Ｓ打開(kāi)。７＾與＾＾為橋臂??的等效電阻與電壓，計(jì)算這兩個(gè)參數(shù)時(shí)需要用到橋臂的戴維南等效電路、電容電??壓均衡假設(shè)與電容能量均分思想。下面分別介紹ＭＭＣ正常工作與閉鎖時(shí)／？＿ｅｑ??與Ｗａｒｍｅｑ的計(jì)算方法。??Ｏ??ＤＩＯＤＥｌ?Ｗ?＼?Ｓ??＿＿｜??ＤＩＯＤＥ２＿＿?＾ａｒｍｅｑ??６??圖２－２?ＭＭＣ橋臂平均值模型??Ｆｉｇ．２－２?Ｂｒｉｄｇｅ?ａｖｅｒａｇｅ?ｖａｌｕｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆＭＭＣ??（１）?ＭＭＣ正常工作??以半橋式ＭＭＣ中一個(gè)子模塊為單元進(jìn)行分析，子模塊結(jié)構(gòu)如圖２－３（ａ）所示，??１６??


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