風(fēng)電系統(tǒng)中MMC-HVDC的控制策略研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-30 12:28
模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter,MMC)作為新型換流器,具有開關(guān)損耗較低、諧波含量較少、方便設(shè)計(jì)與控制等優(yōu)點(diǎn),因此逐漸代替了傳統(tǒng)的電壓源換流器(Voltage Source Converter,VSC),廣泛在高壓直流輸電(High Voltage Direc Current,HVDC)或柔性直流輸電中應(yīng)用,即為MMCHVDC。該拓?fù)渚哂袀鬏斎萘看、可靠性高、能夠解耦控制有功、無功功率等優(yōu)點(diǎn),非常適合在風(fēng)電系統(tǒng)中應(yīng)用,但是由于MMC具有獨(dú)特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理,因此其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生相間環(huán)流,并使子模塊電壓和橋臂電流波動(dòng)。對(duì)于子模塊電壓的平衡控制,目前的分散電壓控制控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且存在耦合、可靠性低,因此本文采用了整體投入的平衡控制原理。對(duì)于MMC的調(diào)制策略問題,基于階梯波調(diào)制的最近電平逼近調(diào)制(Nearest Level Modulation,NLM)雖然有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、可以降低器件開關(guān)頻率的優(yōu)點(diǎn),但是其開關(guān)頻率不確定。針對(duì)本文第三章設(shè)計(jì)的控制策略,將采取載波移相PWM調(diào)制策略。MMC也存在系統(tǒng)如何啟動(dòng)和控制的問題。為解決這些問題,開展了以下研...
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展概況
1.2.2 柔性直流輸電的研究現(xiàn)狀
1.2.3 風(fēng)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.4 子模塊電容電壓平衡的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型
2.1 引言
2.2 MMC的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理
2.2.1 三相MMC的結(jié)構(gòu)
2.2.2 MMC子模塊的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理
2.2.3 三相MMC工作原理
2.3 MMC的數(shù)學(xué)模型
2.4 MMC的調(diào)制策略
2.4.1 載波移相PWM調(diào)制
2.4.2 最近電平逼近調(diào)制
2.5 仿真分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 模塊化多電平換流器的控制策略
3.1 引言
3.2 MMC的空間坐標(biāo)推導(dǎo)
3.3 MMC的控制策略設(shè)計(jì)
3.3.1 內(nèi)環(huán)控制器的設(shè)計(jì)
3.3.2 外環(huán)控制器的設(shè)計(jì)
3.3.3 相間環(huán)流的原理和抑制
3.3.4 仿真分析
3.4 電壓調(diào)制波的優(yōu)化
3.4.1 電壓調(diào)制波和三次諧波生成的原理
3.4.2 仿真分析
3.5 MMC子模塊電容電壓平衡控制
3.5.1 整體投入平衡控制原理
3.5.2 仿真分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 風(fēng)電系統(tǒng)中MMC-HVDC的暫態(tài)分析
4.1 引言
4.2 雙端MMC-HVDC系統(tǒng)的啟動(dòng)分析
4.2.1 啟動(dòng)控制策略的設(shè)計(jì)
4.2.2 仿真分析
4.3 雙端MMC-HVDC系統(tǒng)直流線路故障分析
4.4 風(fēng)電系統(tǒng)中MMC-HVDC的啟動(dòng)分析
4.5 風(fēng)電系統(tǒng)中MMC-HVDC的故障分析
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)展望[J]. 張佳麗,李少?gòu)? 風(fēng)能. 2018(10)
[2]國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 鄭海,杜偉安,李陽春,高峰,陽陽. 水電與新能源. 2018(06)
[3]海上風(fēng)電場(chǎng)輸電方式研究[J]. 鄭明,王長(zhǎng)虹. 南方能源建設(shè). 2018(02)
[4]級(jí)聯(lián)多電平H橋逆變器的同相層疊型SPWM脈沖分配方法[J]. 章勇高,熊健. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2017(07)
[5]混合級(jí)聯(lián)式電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略[J]. 劉闖,支月媚. 電網(wǎng)技術(shù). 2017(02)
[6]海上風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)方案研究[J]. 莊明振. 東北電力大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]飛跨電容型多電平逆變器空間矢量與載波脈寬調(diào)制統(tǒng)一理論研究[J]. 王超,何英杰,劉云峰,劉進(jìn)軍. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(15)
[8]海上風(fēng)電并網(wǎng)與輸送方案比較[J]. 王錫凡,衛(wèi)曉輝,寧聯(lián)輝,王秀麗. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(31)
[9]柔性直流輸電技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景分析[J]. 馬為民,吳方劼,楊一鳴,張濤. 高電壓技術(shù). 2014(08)
[10]一種適用于飛跨電容型多電平逆變器的新型載波同相層疊PWM方法[J]. 王琨,馮琳,李國(guó)杰. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2014(14)
本文編號(hào):3683555
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展概況
1.2.2 柔性直流輸電的研究現(xiàn)狀
1.2.3 風(fēng)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.4 子模塊電容電壓平衡的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型
2.1 引言
2.2 MMC的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理
2.2.1 三相MMC的結(jié)構(gòu)
2.2.2 MMC子模塊的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)理
2.2.3 三相MMC工作原理
2.3 MMC的數(shù)學(xué)模型
2.4 MMC的調(diào)制策略
2.4.1 載波移相PWM調(diào)制
2.4.2 最近電平逼近調(diào)制
2.5 仿真分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 模塊化多電平換流器的控制策略
3.1 引言
3.2 MMC的空間坐標(biāo)推導(dǎo)
3.3 MMC的控制策略設(shè)計(jì)
3.3.1 內(nèi)環(huán)控制器的設(shè)計(jì)
3.3.2 外環(huán)控制器的設(shè)計(jì)
3.3.3 相間環(huán)流的原理和抑制
3.3.4 仿真分析
3.4 電壓調(diào)制波的優(yōu)化
3.4.1 電壓調(diào)制波和三次諧波生成的原理
3.4.2 仿真分析
3.5 MMC子模塊電容電壓平衡控制
3.5.1 整體投入平衡控制原理
3.5.2 仿真分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 風(fēng)電系統(tǒng)中MMC-HVDC的暫態(tài)分析
4.1 引言
4.2 雙端MMC-HVDC系統(tǒng)的啟動(dòng)分析
4.2.1 啟動(dòng)控制策略的設(shè)計(jì)
4.2.2 仿真分析
4.3 雙端MMC-HVDC系統(tǒng)直流線路故障分析
4.4 風(fēng)電系統(tǒng)中MMC-HVDC的啟動(dòng)分析
4.5 風(fēng)電系統(tǒng)中MMC-HVDC的故障分析
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)展望[J]. 張佳麗,李少?gòu)? 風(fēng)能. 2018(10)
[2]國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 鄭海,杜偉安,李陽春,高峰,陽陽. 水電與新能源. 2018(06)
[3]海上風(fēng)電場(chǎng)輸電方式研究[J]. 鄭明,王長(zhǎng)虹. 南方能源建設(shè). 2018(02)
[4]級(jí)聯(lián)多電平H橋逆變器的同相層疊型SPWM脈沖分配方法[J]. 章勇高,熊健. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2017(07)
[5]混合級(jí)聯(lián)式電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略[J]. 劉闖,支月媚. 電網(wǎng)技術(shù). 2017(02)
[6]海上風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)方案研究[J]. 莊明振. 東北電力大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[7]飛跨電容型多電平逆變器空間矢量與載波脈寬調(diào)制統(tǒng)一理論研究[J]. 王超,何英杰,劉云峰,劉進(jìn)軍. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(15)
[8]海上風(fēng)電并網(wǎng)與輸送方案比較[J]. 王錫凡,衛(wèi)曉輝,寧聯(lián)輝,王秀麗. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(31)
[9]柔性直流輸電技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景分析[J]. 馬為民,吳方劼,楊一鳴,張濤. 高電壓技術(shù). 2014(08)
[10]一種適用于飛跨電容型多電平逆變器的新型載波同相層疊PWM方法[J]. 王琨,馮琳,李國(guó)杰. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2014(14)
本文編號(hào):3683555
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