基于電壓源型換流器（voltage source converter,VSC）的柔性直流輸電技術具有有功無功控制解耦、能連接無源網(wǎng)絡等優(yōu)點,且不存在換相失敗問題。采用柔性直流輸電技術構(gòu)建直流電網(wǎng)是實現(xiàn)大規(guī)模新能源并網(wǎng)和遠距離外送的優(yōu)選方案。小信號穩(wěn)定性是柔性直流電網(wǎng)運行與規(guī)劃中需要重點關注的問題之一。目前關于柔性直流電網(wǎng)的小信號模型和小信號穩(wěn)定性分析尚缺乏規(guī)范化的建模和系統(tǒng)性的分析。本文圍繞柔性直流電網(wǎng)的小信號建模和小信號穩(wěn)定性分析,系統(tǒng)研究了柔性直流電網(wǎng)常用的三類VSC的狀態(tài)空間模型、穩(wěn)態(tài)解析模型和小信號模型的統(tǒng)一建模方法,研究了柔性直流電網(wǎng)規(guī)模化高效建模、參數(shù)對小信號穩(wěn)定性影響及提高小信號穩(wěn)定性方案等關鍵技術問題,主要工作如下:（1）提出了兩電平VSC、基于半橋型子模塊的模塊化多電平換流器（modular multilevel converter,MMC）和半橋、全橋子模塊混合構(gòu)成的混合型MMC的狀態(tài)空間模型、穩(wěn)態(tài)解析模型和小信號模型的統(tǒng)一建模方法,并通過與電磁暫態(tài)仿真模型對比驗證了建模方法的準確性。該套建模理論規(guī)范了換流器的電氣系統(tǒng)與控制系統(tǒng)、外界交流系統(tǒng)、直流網(wǎng)絡的接口,從而方... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：181 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 柔性直流輸電系統(tǒng)小信號建模及穩(wěn)定性分析研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
2 兩電平電壓源型換流器建模及運行研究
    2.1 引言
    2.2 兩電平VSC狀態(tài)空間模型
    2.3 兩電平VSC穩(wěn)態(tài)模型及運行特性分析
    2.4 兩電平VSC小信號模型
    2.5 小信號模型正確性驗證
    2.6 小結(jié)
3 半橋型模塊化多電平換流器建模及運行研究
    3.1 引言
    3.2 MMC在靜止坐標系下狀態(tài)空間模型
    3.3 MMC旋轉(zhuǎn)坐標系下狀態(tài)空間模型
    3.4 MMC穩(wěn)態(tài)模型
    3.5 MMC小信號模型
    3.6 模型正確性驗證
    3.7 MMC運行區(qū)間分析
    3.8 小結(jié)
4 混合型模塊化多電平換流器建模及運行研究
    4.1 引言
    4.2 混合型MMC狀態(tài)空間及穩(wěn)態(tài)建模
    4.3 混合型MMC小信號建模
    4.4 模型精確性驗證
    4.5 混合型MMC功率運行區(qū)間分析
    4.6 小結(jié)
5 柔性直流電網(wǎng)小信號建模研究
    5.1 引言
    5.2 柔性直流電網(wǎng)模塊式狀態(tài)空間建模
    5.3 柔性直流電網(wǎng)模塊式小信號建模
    5.4 仿真驗證
    5.5 小結(jié)
6 限流電抗器對柔性直流電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性影響分析
    6.1 引言
    6.2 根軌跡分析
    6.3 不穩(wěn)定模態(tài)分析及時域仿真
    6.4 系統(tǒng)運行點及拓撲對限流電抗器穩(wěn)定性分析結(jié)果的影響
    6.5 阻尼控制器設計
    6.6 阻尼控制作用分析
    6.7 小結(jié)
7 控制器參數(shù)對柔性直流電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性影響分析
    7.1 引言
    7.2 內(nèi)環(huán)控制器參數(shù)
    7.3 外環(huán)控制器參數(shù)
    7.4 環(huán)流抑制器參數(shù)
    7.5 信號濾波器參數(shù)
    7.6 小結(jié)
8 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 后續(xù)研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文及專利
附錄2 攻讀博士學位期間參與的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]LCC-MMC型混合直流輸電系統(tǒng)小干擾動態(tài)模型[J]. 郭春義,殷子寒,王燁,趙成勇.  中國電機工程學報. 2018(16)
[2]柔性直流輸電接入弱交流電網(wǎng)時鎖相環(huán)和電流內(nèi)環(huán)交互作用機理解析研究[J]. 吳廣祿,周孝信,王姍姍,梁軍,趙兵,王鐵柱,李英彪,楊艷晨.  中國電機工程學報. 2018(09)
[3]MMC-HVDC系統(tǒng)在整流和逆變工作模式下的小干擾穩(wěn)定性對比研究[J]. 郭春義,殷子寒,趙成勇.  中國電機工程學報. 2018(24)
[4]直流輸電系統(tǒng)虛擬并聯(lián)電阻阻尼控制策略研究[J]. 萬勛,李云豐,彭敏放.  中國電機工程學報. 2018(12)
[5]模塊化多電平換流器的降階小信號模型研究[J]. 李正,郝全睿,尹曉東,王淑穎.  中國電機工程學報. 2018(12)
[6]交流系統(tǒng)不對稱時MMC系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性研究[J]. 楊佳藝,趙成勇,郭春義.  中國電機工程學報. 2018(12)
[7]基于頻率同步控制的VSC-HVDC在弱交流系統(tǒng)下的動態(tài)特性研究[J]. 郭春義,寧琳如,劉煒,趙成勇,劉棟.  中國電機工程學報. 2017(15)
[8]風電場柔性直流并網(wǎng)系統(tǒng)鎮(zhèn)定器的頻域分析與設計[J]. 呂敬,蔡旭.  中國電機工程學報. 2018(14)
[9]提高風場柔直并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制器參數(shù)優(yōu)化設計[J]. 呂敬,蔡旭.  中國電機工程學報. 2018(02)
[10]基于平均值模型的雙端MMC-HVDC系統(tǒng)小信號建模[J]. 喻悅簫,劉天琪,王順亮,彭喬,王峰.  中國電機工程學報. 2018(10)

博士論文
[1]模塊化多電平換流器型直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行解析和控制技術研究[D]. 周月賓.浙江大學 2014
[2]基于電壓源換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)數(shù)學建模與仿真分析[D]. 鄭超.中國電力科學研究院 2006



本文編號：2953797