隨著能源系統(tǒng)的迅速發(fā)展,高壓直流輸電在遠(yuǎn)距離、大容量方面的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來。柔性直流輸電由于具有無換相失敗、控制方式靈活、無需無功補(bǔ)償、便于構(gòu)建多端直流電網(wǎng)等方面的優(yōu)勢,受到了世界各國的廣泛關(guān)注,成為當(dāng)前遠(yuǎn)距離輸電的首選。然而,現(xiàn)如今的柔性直流電網(wǎng),如基于兩電平、三電平電壓源型換流器和MMC型換流器的柔性直流電網(wǎng),面臨的最大的挑戰(zhàn)是如何有效的經(jīng)濟(jì)性的處理直流故障。目前通常采用的解決方案是應(yīng)用直流斷路器實(shí)現(xiàn)直流故障的清除,這樣也對直流斷路器的開斷能力提出了很高的要求,使得直流斷路器成本增加且控制復(fù)雜。因此,為探索一種可行的直流故障解決方案,本文提出了一種基于PWM電流源型換流器的柔性直流電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)直流故障電流的有效抑制,降低對直流斷路器的要求。本文首先分析了 PWM電流源型換流器改進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)H7-CSC及其工作原理和調(diào)制方法,該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)后級換流橋的零電流開關(guān),有效降低電流源型換流器的損耗。進(jìn)一步地,本文提出一種具有簡單的直流故障穿越能力的基于PWM電流源型換流器的柔性直流電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),直流側(cè)采用LCL濾波器,子模塊采用H7-CSC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),開關(guān)器件為雙向功率開關(guān)器件,... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?ＭＭＣ閉鎖之后直流故障電流流向??如圖１－１和圖１－２所示，當(dāng)直流側(cè)發(fā)生直流故障后，即使換流器內(nèi)部絕緣柵??雙極型晶體管（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ－Ｇａｔｅ?Ｂｉｐｏｌａｒ?Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）或者金屬－氧化物場效晶體??管（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ?Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，?ＭＯＳＦＥＴ?）等電力電子開關(guān)??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???流電網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)提供另一種可行性。??１．２國內(nèi)外發(fā)展與研究現(xiàn)狀??１．２．１?ＰＷＭ電流源型換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀??ＰＷＭ電流源型換流器早在上世紀(jì)八九十年代就己經(jīng)提出［３８＿３９］，傳統(tǒng)ＰＷＭ??電流源型換流器（ＰＷＭ－ＣＳＣ）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖１－３所示傳統(tǒng)ＰＷＭ電流源??型換流器三相全橋結(jié)構(gòu)中二極管與開關(guān)器件串聯(lián)，前級為直流儲能電感Ｚｄｅ與直??流電網(wǎng)相連，后級經(jīng)過交流濾波器與交流電網(wǎng)相連，交流濾波器可以濾除電力電??子開關(guān)產(chǎn)生的高次諧波，通常選擇電感電容ＬＣ二階低通濾波器或者單電容Ｃ濾??波器。??ｆｄｃ?????［ｄｃ??Ｄｉ?Ｄ５－￣?????（＾ｊ?ＤＣ：?ｂ?濾波器??ｖ－ｙ?和電網(wǎng)??ａ???ｄ４－－?Ｄ６－－?Ｄ：－－??ｓｕ｜４?＾??圖１－３傳統(tǒng)三相ＰＷＭ電流源型換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??與電壓源型換流器儲能元件為電容不同，傳統(tǒng)電：＾源型換流器儲能元件為電??感，其儲能效率更低、成本更高、體積更大。但是隨著近年來低溫超導(dǎo)技術(shù)逐漸??成熟，電感的體積和性能有更進(jìn)一步的改進(jìn)，使得ＰＷＭ電流源型換流器應(yīng)用于??直流電網(wǎng)成為可能。然而，ＰＷＭ電流源型換流器換流過程開斷整個(gè)直流電??流，從而損耗較大，效率較低，成為限制ＰＷＭ電流源型換流器發(fā)展應(yīng)用的重要??因素之一，因此，如何降低ＰＷＭ電流源型換流器的損耗到可接受的水平是其能??否應(yīng)用到直流電網(wǎng)的關(guān)鍵。為此，國內(nèi)外學(xué)者改進(jìn)ＰＷＭ電流源型換流器的拓?fù)??結(jié)構(gòu)或者調(diào)制方法來提高電流源型換流器的整體性能，使其適用于柔性直流電網(wǎng)??技術(shù)。??６??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第二章基于ＰＷＭ電流源型換流器的柔性直流電網(wǎng)及其控制策??略??２．１?Ｈ７－ＣＳＣ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及調(diào)制策略??２．１＿１?Ｈ７－ＣＳＣ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??在絕大多數(shù)的應(yīng)用場合下，電力電子變換器的運(yùn)行效率是現(xiàn)代電氣系統(tǒng)的重??要參考指標(biāo)，也是限制傳統(tǒng)ＰＷＭ電流源型換流器的應(yīng)用和發(fā)展的重要因素之一。??隨著寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)的成熟與發(fā)展，寬禁帶器件的低導(dǎo)通損耗、高開關(guān)速度和??高耐壓的工作特性可以改善ＰＷＭ電流源型換流器的性能，寬禁帶器件中碳化硅??（ＳＣ）器件的應(yīng)用最為成熟，因此，有關(guān)基于全ＳＵ：器件和基于＆Ｃ器件與＆??器件混合的ＰＷＭ電流源型換流器改進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究成為熱點(diǎn)，而其中的混合??型Ｈ７－ＣＳＣ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以大大提高換流器的工作效率，又兼顧經(jīng)濟(jì)性，成為改進(jìn)??型ＰＷＭ電流源型換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要代表。??與傳統(tǒng)ＰＷＭ電流源型換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，Ｈ７－ＣＳＣ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖２－１所??示［６２】，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保留了傳統(tǒng)的ＰＷＭ電流源型換流器中的６個(gè)ＩＧＢＴ開關(guān)，在??直流側(cè)加入了?ＳｉＣ?ＭＯＳＦＥＴ作為并聯(lián)開關(guān)的第７個(gè)功率開關(guān)器件。碳化硅和硅??器件混合型的Ｈ７－ＣＳＣ既避免了因全ＳｉＣ器件造成的成本高的問題，又可以大大??降低ＰＷＭ電流源型換流器的損耗。??尺ｄｃ???ｎ，？??ｓ，?１?＾??（＾ｄｃ?＾－＾３?ｈ?ｒ?顏器??，???和１ｔｉｎ??＂????＇?Ｏｊ?－－?Ｉ）６－－?Ｄ；－－??圖２－１?Ｈ７－ＣＳＣ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??其中，為ＰＷＭ電流源型換流器直流側(cè)電感；Ｄｔ－Ｄ６為每個(gè)半橋臂上串聯(lián)??１１??


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