本文關(guān)鍵詞：基于MMC-HVDC系統(tǒng)輸電技術(shù)的研究

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【摘要】：能源與環(huán)境危機的加劇,給人類的生存帶來了極大的困擾,以高消耗、重污染為特征的傳統(tǒng)化石能源利用模式注定難以維持,優(yōu)化資源配置并尋求清潔替代能源將作為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。當(dāng)前,以電能為中心的能源格局進一步凸顯。因此,建立高效、堅強、靈活的輸電網(wǎng)絡(luò)和推動可再生能源的規(guī)�；⒕W(wǎng)成為了緩解環(huán)保壓力、破解能源困局、促進能源生產(chǎn)與消費革命的根本途徑�；谀K化多電平換流器的柔性直流輸電技術(shù)(MMC-HVDC)因其顯著優(yōu)勢在遠距離、大功率輸電及可再生能源并網(wǎng)等領(lǐng)域脫穎而出,獲得了業(yè)界的強烈關(guān)注和普遍青睞。本文選取MMC-HVDC系統(tǒng)作為研究對象,在詳述其基本原理和相關(guān)特性的基礎(chǔ)上,重點針對MMC-HVDC系統(tǒng)的控制策略進行了深入研究,并就MMC-HVDC系統(tǒng)在海上風(fēng)電并網(wǎng)方面的應(yīng)用展開了具體分析。首先,詳細分析了MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理及運行特性,分別構(gòu)建了MMC-HVDC系統(tǒng)在三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并就MMC的預(yù)充電控制策略進行了研究和設(shè)計。其次,具體介紹了載波移相調(diào)制策略(CPS-PWM)和最近電平調(diào)制策略(NLM)在MMC-HVDC閥組級控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。在推理得出MMC電容電壓波動機理和相間環(huán)流產(chǎn)生本質(zhì)的基礎(chǔ)上,為降低開關(guān)頻率,對傳統(tǒng)電容電壓排序算法進行了改進和優(yōu)化,并結(jié)合疊加平衡分量法,設(shè)計了一種電容電壓平衡控制策略。此外,通過引入離散數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了一種基于離散數(shù)學(xué)模型的相間環(huán)流抑制器。最后,利用仿真證實了所設(shè)控制策略和控制器的有效性。再者,論述了MMC-HVDC系統(tǒng)的分層控制結(jié)構(gòu),分析了換流站的控制原理和控制方式,對MMC換流站的雙閉環(huán)控制策略展開了重點研究,分別就內(nèi)環(huán)電流控制器和外環(huán)功率控制器進行了詳細設(shè)計。在結(jié)合系統(tǒng)級控制和閥組級控制的基礎(chǔ)上,針對兩端有源系統(tǒng)和向無源網(wǎng)絡(luò)供電兩種不同場合,分別設(shè)計了MMC-HVDC系統(tǒng)的整體控制策略。最后,通過仿真對所設(shè)的控制策略在多種穩(wěn)態(tài)工況下實施了分析和檢驗,仿真結(jié)果證明了其正確性。最后,討論了海上風(fēng)電場的并網(wǎng)方式和并網(wǎng)拓?fù)?指出了MMC-HVDC系統(tǒng)在海上風(fēng)電場并網(wǎng)場合中的優(yōu)越性,對雙饋感應(yīng)電機(DFIG)的基本結(jié)構(gòu)和控制原理進行了初步分析。著重研究了海上風(fēng)電場經(jīng)MMC-HVDC系統(tǒng)并網(wǎng)時的控制策略,其中,基于海上風(fēng)電場的相關(guān)特性,特別設(shè)計了風(fēng)電場側(cè)換流站(WFMMC)的控制器。最后,經(jīng)過仿真對所設(shè)的控制策略在不同暫態(tài)工況下進行了研究和分析,仿真結(jié)果驗證了其可行性。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平換流器 MMC-HVDC 控制策略 海上風(fēng)電場并網(wǎng)
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 緒論17-26
• 1.1 課題研究背景與意義17-21
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3 本文的主要內(nèi)容及工作安排24-26
• 2 MMC-HVDC系統(tǒng)基本原理分析26-40
• 2.1 MMC工作原理26-32
• 2.2 MMC運行特性32-35
• 2.3 MMC-HVDC系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建35-37
• 2.4 MMC預(yù)充電控制37-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 3 MMC-HVDC系統(tǒng)閥組級控制技術(shù)的研究40-58
• 3.1 MMC調(diào)制策略40-45
• 3.2 MMC電容電壓平衡控制45-48
• 3.3 MMC相間環(huán)流抑制48-52
• 3.4 仿真分析52-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 4 MMC-HVDC系統(tǒng)控制策略的設(shè)計58-77
• 4.1 MMC-HVDC系統(tǒng)分層控制結(jié)構(gòu)58-59
• 4.2 MMC-HVDC換流站控制原理和控制方式59-62
• 4.3 MMC-HVDC換流站級控制策略62-67
• 4.4 MMC-HVDC系統(tǒng)控制策略設(shè)計67-70
• 4.5 仿真分析70-75
• 4.6 本章小結(jié)75-77
• 5 MMC-HVDC系統(tǒng)在海上風(fēng)電并網(wǎng)上的應(yīng)用77-89
• 5.1 海上風(fēng)電概況77-82
• 5.2 海上風(fēng)電場經(jīng)MMC-HVDC系統(tǒng)并網(wǎng)控制策略82-84
• 5.3 仿真分析84-88
• 5.4 本章小結(jié)88-89
• 6 總結(jié)與展望89-91
• 6.1 本文工作總結(jié)89-90
• 6.2 后續(xù)工作展望90-91
• 參考文獻91-97
• 作者簡介97-99
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集99

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本文編號：834311