發(fā)布時間：2019-09-03 12:53

【摘要】：為更大程度地提升電網輸電能力,緩解潮流擁塞問題,提出了將現(xiàn)有交流線路改造成多端直流系統(tǒng)的想法。通過對三極直流系統(tǒng)的分析,指出了其對多端直流系統(tǒng)的不適用性,進而提出了一種采用三線雙極結構的擴展式多端直流系統(tǒng)。首先對擴展式多端直流系統(tǒng)的結構進行了描述,然后針對三線雙極結構的運行原理、擴容機理和其核心設備——電流調節(jié)控制器的運行特性和可行拓撲結構進行了闡述和分析。最后,通過PSCAD/EMTDC下的仿真分析,驗證了三線雙極結構在多端直流系統(tǒng)應用中的可行性及相應控制策略的有效性。同時,仿真結果還確立了全橋模塊化多電平換流器作為電流調節(jié)控制器的可行性。
【圖文】：

圖４Ｉｄｍ和Ｕｘ之間的關系曲線Ｆｉｇ．４ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｃｕｒｖｅｂｅｔｗｅｅｎＩｄｍａｎｄＵｘ為順利實現(xiàn)過渡階段各狀態(tài)量的轉變，ＣＲＣ輸出的直流電壓需要滿足：－ＲＩｄ－ΔＶｍ≤Ｕｘ≤ＲＩｄ＋ΔＶｍ（７）式中：ΔＶｍ為電壓補償值，一方面保證Ｉｄｍ具有足夠大的變化范圍，，另一方面向被施加了閉鎖信號的晶閘管提供反向電壓，促進晶閘管的可靠關斷。２．２．２實現(xiàn)形式從上文分析可知，ＣＲＣ需要具有直流電壓和直流電流雙向運行能力。根據目前研究成果，可有兩種實現(xiàn)方式：①反并聯(lián)晶閘管橋（ａｎｔｉ－ｐａｒａｌｌｅｌｔｈｙｒｉｓｔｏｒｂｒｉｄｇｅ，ＡＰＴＢ）；②由全橋子模塊（ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅｓｕｂ－ｍｏｄｕｌｅ，ＦＢＳＭ）級聯(lián)而成的全橋模塊化多電平換流器（ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＦＭＭＣ），分別如圖５（ａ）和圖５（ｂ）所示［１６－１７］。圖５ＣＲＣ的實現(xiàn)結構Ｆｉｇ．５ＴｏｐｏｌｏｇｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＣＲＣＡＰＴＢ由２個六脈動晶閘管橋反并聯(lián)構成，在直流側加入電抗器能夠起到抑制紋波的效果。由于每個晶閘管橋具有輸出正負電壓的能力，ＡＰＴＢ將具有電壓、電流雙向運行特性。ＦＭＭＣ為三相六橋臂結構，每個橋臂由Ｎ個ＦＢＳＭ和１個電抗器構成。ＦＢＳＭ含有４個絕緣柵雙極型晶體管（ＩＧＢＴ）（Ｔ１至Ｔ４）、４個二極管（Ｄ１至Ｄ４）和１個電容。其中，Ｕｃ為電容電壓；Ｕｓｍ為ＦＢＳＭ的輸出電壓。

圖４Ｉｄｍ和Ｕｘ之間的關系曲線Ｆｉｇ．４ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｃｕｒｖｅｂｅｔｗｅｅｎＩｄｍａｎｄＵｘ為順利實現(xiàn)過渡階段各狀態(tài)量的轉變，ＣＲＣ輸出的直流電壓需要滿足：－ＲＩｄ－ΔＶｍ≤Ｕｘ≤ＲＩｄ＋ΔＶｍ（７）式中：ΔＶｍ為電壓補償值，一方面保證Ｉｄｍ具有足夠大的變化范圍，另一方面向被施加了閉鎖信號的晶閘管提供反向電壓，促進晶閘管的可靠關斷。２．２．２實現(xiàn)形式從上文分析可知，ＣＲＣ需要具有直流電壓和直流電流雙向運行能力。根據目前研究成果，可有兩種實現(xiàn)方式：①反并聯(lián)晶閘管橋（ａｎｔｉ－ｐａｒａｌｌｅｌｔｈｙｒｉｓｔｏｒｂｒｉｄｇｅ，ＡＰＴＢ）；②由全橋子模塊（ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅｓｕｂ－ｍｏｄｕｌｅ，ＦＢＳＭ）級聯(lián)而成的全橋模塊化多電平換流器（ｆｕｌｌ－ｂｒｉｄｇｅｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＦＭＭＣ），分別如圖５（ａ）和圖５（ｂ）所示［１６－１７］。圖５ＣＲＣ的實現(xiàn)結構Ｆｉｇ．５ＴｏｐｏｌｏｇｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＣＲＣＡＰＴＢ由２個六脈動晶閘管橋反并聯(lián)構成，在直流側加入電抗器能夠起到抑制紋波的效果。由于每個晶閘管橋具有輸出正負電壓的能力，ＡＰＴＢ將具有電壓、電流雙向運行特性。ＦＭＭＣ為三相六橋臂結構，每個橋臂由Ｎ個ＦＢＳＭ和１個電抗器構成。ＦＢＳＭ含有４個絕緣柵雙極型晶體管（ＩＧＢＴ）（Ｔ１至Ｔ４）、４個二極管（Ｄ１至Ｄ４）和１個電容。其中，Ｕｃ為電容電壓；Ｕｓｍ為ＦＢＳＭ的輸出電壓。
【作者單位】： 浙江大學電氣工程學院;
【基金】：國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)資助項目(2012AA050205)~~
【分類號】：TM721.1

【參考文獻】

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本文編號：2531365