本文關(guān)鍵詞：光伏電站用MMC-HVDC并網(wǎng)啟動(dòng)及控制策略研究

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【摘要】：與交流輸電系統(tǒng)相比，直流輸電不存在距離受限的問題。相對(duì)于線路換相電流源型常規(guī)直流輸電技術(shù)而言，電壓源型自換相柔性直流輸電技術(shù)因其無需電網(wǎng)提供換相電壓、潮流獨(dú)立快速可控等特性更適合于光伏電站并網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。另一方面，模塊化多電平拓?fù)溆捎谄涞偷拈_關(guān)頻率和功率損耗，是目前高壓大容量柔性直流輸電應(yīng)用的首選技術(shù)方案，故本文以光伏電站經(jīng)模塊化多電平柔性直流（MMC-HVDC）并網(wǎng)作為研究對(duì)象，詳細(xì)討論其啟動(dòng)及并網(wǎng)控制過程。 本文首先分析了光伏電池的物理模型及行為特性模型，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出光伏陣列模型，推導(dǎo)了三相靜止及兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下光伏并網(wǎng)PWM變換器的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型；分析了MMC換流器基本工作原理及其數(shù)學(xué)模型，MMC-HVDC系統(tǒng)四象限運(yùn)行原理及其分層控制原理。 其次，本文提出適用于光伏電站并網(wǎng)的模塊化多電平柔性直流換流器啟動(dòng)控制策略。將啟動(dòng)過程分為不控整流階段和可控整流階段，在不控整流階段，建立包括限流電阻與最大沖擊電流數(shù)學(xué)關(guān)系在內(nèi)的等效模型，推導(dǎo)出限流電阻的選型依據(jù)；在可控整流階段，提出基于直流電壓斜率控制的充電策略，有效抑制了換流器解鎖瞬間的沖擊電流。給出了光伏接入MMC-HVDC系統(tǒng)啟動(dòng)控制順控流程。 再次，設(shè)計(jì)了光伏接入MMC-HVDC系統(tǒng)并網(wǎng)協(xié)調(diào)控制策略。對(duì)光伏電站設(shè)計(jì)了基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制策略，滿足了單位功率因數(shù)運(yùn)行和直流電壓恒定的有功無功解耦控制目標(biāo)。根據(jù)光伏電站穩(wěn)態(tài)運(yùn)行及光照突變時(shí)不同外特性，設(shè)計(jì)了光伏側(cè)MMC換流器無源電壓跟隨控制器，，使其在光伏電站并網(wǎng)過程中呈現(xiàn)理想電壓源特性。對(duì)于網(wǎng)側(cè)MMC換流器設(shè)計(jì)了定直流電壓無功功率控制策略，完成了對(duì)直流電壓和網(wǎng)側(cè)無功功率的控制。 本文在RTLAB實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)上搭建了光伏電站經(jīng)MMC-HVDC系統(tǒng)并網(wǎng)模型，對(duì)所提控制策略進(jìn)行了仿真分析，驗(yàn)證了理論的正確性。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615;TM721.1

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本文編號(hào)：1152393