【摘要】：隨著我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展和智能電網(wǎng)的廣泛建設(shè),柔性直流輸電逐漸得到了越來(lái)越大的關(guān)注,其所發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。當(dāng)前柔性直流輸電系統(tǒng)中模塊化多電平換流器(MMC)的出現(xiàn)提高了輸出電壓波形質(zhì)量、降低了運(yùn)行損耗以及成本等。模塊化多電平換流器在電壓和電流的變化上相比其他類型換流器具有變化率低和輸出諧波少的特點(diǎn),模塊化設(shè)計(jì)便于換流器的擴(kuò)展和柔直輸電系統(tǒng)容量的發(fā)展。于是多電平換流器得到了廣泛的認(rèn)可,在數(shù)個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用,具有很好的應(yīng)用前景。本文針對(duì)MMC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題,例如:控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、橋臂之間存在諧波等可能威脅到系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及設(shè)備的安全性問(wèn)題。從換流器原理入手,通過(guò)對(duì)多電平換流器結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行原理的分析,對(duì)MMC-HVDC系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)研究,具體內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)了一套MMC-HVDC換流器控制系統(tǒng)。本文通過(guò)查閱整理多端MMC-HVDC系統(tǒng)相關(guān)資料,在深入學(xué)習(xí)MMC-HVDC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上,建立了相應(yīng)的系統(tǒng)模型,設(shè)計(jì)了基于狀態(tài)反饋的MMC-HVDC的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。在該控制系統(tǒng)中,針對(duì)控制系統(tǒng)中有功功率和無(wú)功功率在坐標(biāo)系下的交叉耦合問(wèn)題,提出了一種基于狀態(tài)反饋和鎖相環(huán)并用的控制方式。有效解決了有功功率和無(wú)功功率的耦合問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)功率的無(wú)差控制。(2)建立了MMC-HVDC簡(jiǎn)化小信號(hào)模型。本文在設(shè)計(jì)完成的狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用模塊化建模思想對(duì)MMC-HVDC系統(tǒng)進(jìn)行小信號(hào)模型建模,為后續(xù)優(yōu)化工作做準(zhǔn)備。首先按照功能將MMC-HVDC系統(tǒng)拆分為多個(gè)小模塊,分別進(jìn)行建模。針對(duì)換流器內(nèi)部模塊建模的復(fù)雜性進(jìn)行了簡(jiǎn)化。由于換流器直流側(cè)電壓在正常運(yùn)行時(shí)變化較小,將其近似為額定值,采用以功率標(biāo)幺值和電流標(biāo)幺值近似相等的簡(jiǎn)化思路,對(duì)換流器內(nèi)部建模進(jìn)行簡(jiǎn)化。最后將各個(gè)小模塊建立的模型進(jìn)行接口對(duì)接,完成對(duì)整個(gè)MMC-HVDC系統(tǒng)的建模。通過(guò)仿真軟件對(duì)MMC-HVDC簡(jiǎn)化小信號(hào)模型進(jìn)行了仿真對(duì)比分析,驗(yàn)證了該簡(jiǎn)化模型的準(zhǔn)確性和有效性。解決了MMC-HVDC換流器建模復(fù)雜,建模的工作量大等問(wèn)題。(3)提出了MMC-HVDC控制參數(shù)的優(yōu)化策略。利用小信號(hào)模型和螢火蟲(chóng)優(yōu)化算法對(duì)狀態(tài)反饋的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中大量PI控制器中的控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,改善系統(tǒng)性能的同時(shí)進(jìn)而提高系統(tǒng)對(duì)小范圍內(nèi)的擾動(dòng)或者控制的響應(yīng)速度。首先設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)化小信號(hào)模型優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其次采用螢火蟲(chóng)算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)于優(yōu)化結(jié)果采用仿真的方法進(jìn)行篩選,以此得到滿足條件的最優(yōu)結(jié)果。最后通過(guò)電磁仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明了優(yōu)化方案的可行性和優(yōu)化結(jié)果的有效性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM721.1
【圖文】：

d) G7 端有功功率、無(wú)功功率和直流電壓圖 2-11 四個(gè)換流站運(yùn)行波形中可以看出，換流站 G1、G5 和 G7 三個(gè)換流站在指令值變功功率能夠跟蹤指令值并且穩(wěn)定運(yùn)行下去，說(shuō)明在控制環(huán)的功率和無(wú)功功率控制時(shí)有效的，G3 端的定無(wú)功功率和定直令值變化時(shí)較慢，從而影響了直流網(wǎng)中三個(gè)端口的直流電壓速度較慢但是都是可以達(dá)到跟隨指令值的效果。所以本章設(shè)略是有效的。但是其響應(yīng)速度依賴于其控制參數(shù)，對(duì)于控制個(gè)章節(jié)介紹。小結(jié)建立了對(duì) MMC-HVDC 反饋解耦控制系統(tǒng)模型。建立了一套中包含反饋雙閉環(huán)解耦控制系統(tǒng)和狀態(tài)反饋環(huán)流抑制控制雙閉環(huán)解耦控制系統(tǒng)中，通過(guò)將 ABC 靜止坐標(biāo)系向旋轉(zhuǎn) d且通過(guò)閉環(huán)狀態(tài)反饋的內(nèi)環(huán)實(shí)現(xiàn)了對(duì)換流器在 dq 坐標(biāo)系下

模型1與模型2送端功率電壓圖

模型1與模型2受端功率電壓圖

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙瑞林;胡平;王宗哲;;基于直流換流器在風(fēng)光互補(bǔ)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2017年04期

2 李林;王永平;;多換流器并聯(lián)特高壓直流系統(tǒng)控制策略及仿真[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2015年24期

3 劉懷遠(yuǎn);徐殿國(guó);武健;高強(qiáng);王雄飛;;并網(wǎng)換流器系統(tǒng)諧振的分析、檢測(cè)與消除[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2016年04期

4 許訓(xùn)煒;王俊生;李林;蒲瑩;尹健;張建彪;;并聯(lián)換流器直流輸電中換流器區(qū)故障分析及處理策略[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2016年19期

5 林衛(wèi)星;文勁宇;王少榮;姚美齊;李乃湖;程時(shí)杰;;一種適用于風(fēng)電直接經(jīng)直流大規(guī)模外送的換流器[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年13期

6 陳名;饒宏;許樹(shù)楷;宋強(qiáng);黎小林;;柔性直流換流器拓?fù)浞桨秆芯縖J];南方電網(wǎng)技術(shù);2013年03期

7 戴晨蓉;;±800kV特高壓直流工程換流器投退控制分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2012年34期

8 何富發(fā);王銘誠(chéng);王鐵國(guó);;直流輸電單橋換流器的數(shù)字仿真[J];水電能源科學(xué);1987年02期

9 朱小鋒;肖燕;許獻(xiàn)國(guó);李超;崔慶林;;高壓換流器輻射效應(yīng)在線測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào);2016年06期

10 文俊;殷威揚(yáng);溫家良;韓民曉;;高壓直流輸電系統(tǒng)換流器技術(shù)綜述[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2015年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 廖建軍;余海生;劉健;;一種帶鑒頻功能的抗輻射加固高壓換流器設(shè)計(jì)[A];第十屆全國(guó)抗輻射電子學(xué)與電磁脈沖學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

2 蔣辰暉;;不對(duì)稱電網(wǎng)電壓下基于正、負(fù)序分量檢測(cè)的風(fēng)電換流器控制策略[A];輸變電工程技術(shù)成果匯編——國(guó)網(wǎng)上海經(jīng)研院青年科技論文成果集[C];2017年

3 梁克靖;宋江峰;;電壓源型換流器在礦井提升系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[A];礦山建設(shè)與巖土工程技術(shù)新進(jìn)展——2017年全國(guó)礦山建設(shè)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2017年

4 吳紅斌;丁明;黃凱;李生虎;;交直流系統(tǒng)暫態(tài)仿真中換流器的改進(jìn)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型[A];安徽省電機(jī)工程學(xué)會(huì)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集（2002-2003）[C];2005年

5 李偉霞;文俊;劉連光;馬光磊;王麗穎;徐超;;GIC對(duì)高壓直流輸電換流器諧波干擾的研究[A];第十一屆全國(guó)電工數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

6 宣佳卓;胡丁文;陸翌;裘鵬;童凱;;采用下垂控制的MMC換流器的快恢復(fù)重啟優(yōu)化控制策略[A];2017年“電子技術(shù)應(yīng)用”智能電網(wǎng)會(huì)議論文集[C];2017年

7 熊月清;;基于混合換流器的多端交直流系統(tǒng)潮流計(jì)算[A];2019年江西省電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2019年

8 李志鏗;王鋼;李海鋒;;交流不對(duì)稱故障下HVDC換流器的阻抗頻率特性研究[A];中國(guó)高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)第二十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

9 趙國(guó)寧;劉普;;模塊化多電平換流器電網(wǎng)電壓不平衡控制策略[A];電網(wǎng)節(jié)能與電能質(zhì)量技術(shù)論文集[C];2018年

10 黃和燕;王鋼;李海鋒;李志鏗;;±800KV特高壓直流輸電換流器阻抗頻率特性分析[A];中國(guó)高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)第二十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 張?jiān)?高陽(yáng);公司一項(xiàng)目榮獲中國(guó)專利金獎(jiǎng)[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2015年

2 朗鵬越 劉

本文編號(hào)：2745719