本文關(guān)鍵詞：基于MMC的STATCOM的研究

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【摘要】：目前國家大力發(fā)展高壓電力網(wǎng)絡(luò),并促成智能電網(wǎng)的發(fā)展,隨著電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng),容量也在不斷地?cái)U(kuò)大。由于負(fù)載和諸如風(fēng)電等不平穩(wěn)電源的大量存在,無功的就地補(bǔ)償問題成為現(xiàn)代中高壓電網(wǎng)中必須解決的問題,STATCOM作為柔性交流輸電技術(shù)重要的實(shí)踐成果之一,被用于應(yīng)對(duì)無功補(bǔ)償領(lǐng)域的各種問題。但是傳統(tǒng)STATCOM受到器件參數(shù)、開關(guān)頻率、容量升級(jí)和故障處理能力等限制比較多,因而在中高壓大功率或大電流領(lǐng)域有其應(yīng)用的局限性。模塊化多電平換流器MMC作為新一代級(jí)聯(lián)多電平技術(shù)的核心成果之一,已經(jīng)成為了近幾年的研究熱門。其具有的標(biāo)準(zhǔn)模塊化結(jié)構(gòu),不僅有利于對(duì)裝置容量進(jìn)行升級(jí),還擁有冗余容錯(cuò)能力;同時(shí)其具備四象限運(yùn)行特性,因而可以作為STATCOM的主電路拓?fù)涠\(yùn)用于無功補(bǔ)償領(lǐng)域。本文首先對(duì)目前MMC應(yīng)用在STATCOM上的幾種主電路拓?fù)溥M(jìn)行命名,并從啟動(dòng)充電、應(yīng)用范圍、系統(tǒng)控制、裝置的經(jīng)濟(jì)型等方面對(duì)比分析各自的優(yōu)缺點(diǎn),最后提出了基于多重化技術(shù)的層疊MMC-STATCOM,闡述其如何作為大功率或大電流補(bǔ)償?shù)挠行Ы鉀Q方案,進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)分析。其次從直流側(cè)不加大儲(chǔ)能電容或直流電壓的Ⅱ型拓?fù)涑霭l(fā),闡述其工作原理,建立數(shù)學(xué)模型;對(duì)上下橋臂子模塊的電容電壓波動(dòng)和橋臂能量進(jìn)行研究和分析;接著對(duì)傳統(tǒng)MMC子模塊均壓控制方法中基于CPS-PWM的電壓均衡控制和基于相間能量平衡的電壓平均控制進(jìn)行的推導(dǎo)證明;對(duì)Ⅱ型STATCOM建立系統(tǒng)總體控制框圖,在MATLAB/Simulink中搭建了模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。接著對(duì)本文提出的基于MMC多重化結(jié)構(gòu)的STATCOM,先進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,建立其交流回路等效模型,然后研究橋臂內(nèi)部端口電壓的求解方法,并研究穩(wěn)壓控制、冗余層控制等控制策略,給出系統(tǒng)總體控制框圖。針對(duì)基于CPSPWM的多重化技術(shù),進(jìn)行子模塊移相角計(jì)算方法的研究,利用列表法和移相角矢量圖法進(jìn)行歸納總結(jié),給出適合于MMC多重化結(jié)構(gòu)的STATCOM的子模塊移相角計(jì)算方法。最后,搭建單層、二重化和三重化仿真模型,通過觀察其輸出補(bǔ)償電流和電源側(cè)電流波形和幅頻特性進(jìn)行研究,以驗(yàn)證文中的一些結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平換流器 STATCOM 載波移相調(diào)制 多重化技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM761.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9-11
• 1.2 STATCOM的國內(nèi)外研究和工程應(yīng)用現(xiàn)狀11-13
• 1.3 基于MMC的STATCOM的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 無功電流檢測13-14
• 1.3.2 子模塊容錯(cuò)控制14-15
• 1.3.3 調(diào)制方法15-16
• 1.3.4 均壓控制和環(huán)流抑制策略16-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的對(duì)比分析及選擇19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 模塊化多電平換流器19-22
• 2.3 基于MMC的STATCOM主電路拓?fù)涞膶?duì)比分析22-25
• 2.3.1 基于MMC的Ⅰ型拓?fù)?/span>22-23
• 2.3.2 基于MMC的Ⅱ型拓?fù)?/span>23-24
• 2.3.3 基于MMC的Ⅲ型拓?fù)?/span>24-25
• 2.4 仿真驗(yàn)證25-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于Ⅱ型拓?fù)涞腟TATCOM建模與分析29-44
• 3.1 引言29
• 3.2 Ⅱ型STATCOM工作原理和數(shù)學(xué)模型29-33
• 3.2.1 Ⅱ型STATCOM的工作原理29-30
• 3.2.2 Ⅱ型STATCOM的數(shù)學(xué)建模30-33
• 3.3 Ⅱ型拓?fù)涞目刂撇呗?/span>33-43
• 3.3.1 電流跟蹤控制33
• 3.3.2 子模塊電容電壓波動(dòng)分析33-36
• 3.3.3 橋臂能量分析36-38
• 3.3.4 極間穩(wěn)壓控制38
• 3.3.5 子模塊均壓控制及推導(dǎo)證明38-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 Ⅱ型STATCOM的性能仿真分析44-54
• 4.1 引言44
• 4.2 Ⅱ型STATCOM系統(tǒng)的總體控制架構(gòu)44-45
• 4.3 基于Ⅱ型主拓?fù)涞腟TATCOM仿真分析45-53
• 4.3.1 極間電壓仿真分析45-48
• 4.3.2 子模塊電容電壓仿真分析48-50
• 4.3.3 橋臂電感和連接電感對(duì)輸出的影響仿真50-52
• 4.3.4 Ⅱ型STATCOM補(bǔ)償性能仿真52
• 4.3.5 Ⅱ型STATCOM其他性能仿真52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 Ⅲ型STATCOM的多重化分析54-74
• 5.1 引言54
• 5.2 Ⅲ型STATCOM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)建模54-57
• 5.2.1 Ⅲ型STATCOM的幾個(gè)基本假設(shè)54-55
• 5.2.2 Ⅲ型STATCOM數(shù)學(xué)建模及工作原理分析55-57
• 5.3 Ⅲ型STATCOM的控制方法57-61
• 5.3.1 電流解耦控制57-58
• 5.3.2 穩(wěn)壓控制58-60
• 5.3.3 冗余層容錯(cuò)控制60-61
• 5.3.4 Ⅲ型STATCOM整體控制框圖61
• 5.4 基于CPS-PWM的多重化移相原理61-68
• 5.4.1 子模塊移相角計(jì)算方法61-66
• 5.4.2 基于多重化的調(diào)制原理解析66-68
• 5.5 Ⅲ型STATCOM的多重化仿真68-73
• 5.6 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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3 梁寰宇;基于MMC模塊化多電平STATCOM控制策略研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：793273