本文關鍵詞：模塊化多電平換流器的建模與控制策略研究

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【摘要】：基于電壓源型換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)廣泛應用于可再生能源并網(wǎng)、向無源網(wǎng)絡供電、城市電網(wǎng)供電和異步交流電網(wǎng)互聯(lián)等場合。模塊化多電平換流器作為電壓源型換流器的一種新型拓撲結構,具有實現(xiàn)功率獨立可調(diào)、無需額外的濾波裝置、占地面積小和結構模塊化等優(yōu)點,目前國內(nèi)外已有相應的實際工程投入運行。模塊化多電平換流器的建模是研究其動態(tài)特性和相應控制策略的基礎。針對仿真過程中模塊化多電平換流器的建模存在工作量大、占用仿真資源和仿真速度慢等缺點,本文建立了換流器的等效模型,通過將換流器橋臂等效為戴維南電路的方式,可實現(xiàn)高電平模塊化多電平換流器的仿真,具備仿真換流器內(nèi)部故障的能力,同時對建立的換流器的等效模型進行誤差分析和適用性范圍推導�；诮⒌哪K化多電平換流器的等效模型,本文對控制保護策略展開研究,提出改進的電容電壓均壓控制法。改進的電容電壓均壓控制法避免對所有子模塊電容電壓排序,建立電容電壓分層容器,根據(jù)所有的電容電壓的大小將其放入不同分層的容器內(nèi),根據(jù)橋臂電流大小和橋臂需投子模塊的個數(shù)從電壓分層容器內(nèi)選擇對應的子模塊投入。同時,引入電壓容器是否重新分層的判據(jù),進一步減小改進的電容電壓均壓控制法的時間復雜度。本文基于載波相移調(diào)制提出改進的冗余保護策略,相比于最近電平逼近調(diào)制下的冗余保護,這能夠降低換流器的開關器件損耗。改進的策略主要分為三部分：載波動態(tài)分配、附加載波控制和電容電壓優(yōu)化控制。載波動態(tài)分配在故障后發(fā)生后,為所有子模塊動態(tài)分配載波,無需記錄載波量；附加載波控制在故障后優(yōu)先為冗余子模塊充電,且避免其被放電,使得系統(tǒng)盡快達到穩(wěn)定狀態(tài)；電容電壓優(yōu)化控制保證附加載波控制過程中電容電壓的波動較小。
【關鍵詞】：模塊化多電平換流器 等效建模 電容電壓均壓控制 冗余保護
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 研究背景及選題意義9-10
• 1.2 模塊化多電平換流器的理論基礎10-15
• 1.2.1 模塊化多電平換流器的結構10-11
• 1.2.2 模塊化多電平換流器的控制11-15
• 1.3 國內(nèi)外研究動態(tài)15-17
• 1.4 本文主要工作17-18
• 第2章 模塊化多電平換流器的建模18-29
• 2.1 MMC的等效結構和原理18-20
• 2.1.1 MMC的等效結構18-19
• 2.1.2 子模塊等效原理19-20
• 2.2 閉鎖狀態(tài)等效存在的問題和解決方案20-23
• 2.2.1 閉鎖狀態(tài)的等效20-21
• 2.2.2 閉鎖狀態(tài)等效存在的問題21-22
• 2.2.3 閉鎖時等效模型的解決方案22-23
• 2.3 子模塊內(nèi)部故障的擴展23-24
• 2.4 等效模型的適用范圍24-25
• 2.5 算例驗證25-28
• 2.5.1 等效模型的正確性驗證25-27
• 2.5.2 等效模型的誤差分析27
• 2.5.3 高電平仿真27-28
• 2.6 本章小結28-29
• 第3章 高電平數(shù)MMC的電容電壓分層均壓控制法29-39
• 3.1 MMC運行和控制基本原理29-31
• 3.1.1 MMC運行基本原理29-30
• 3.1.2 電容電壓排序30-31
• 3.2 電容電壓分層均壓控制法31-36
• 3.2.1 電容電壓分層31-33
• 3.2.2 重新分層判據(jù)33-34
• 3.2.3 生成觸發(fā)脈沖34-35
• 3.2.4 電容電壓分層均壓控制的完整流程35
• 3.2.5 電容電壓波動的影響35-36
• 3.3 仿真分析36-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第4章 基于載波相移調(diào)制的冗余保護策略39-51
• 4.1 MMC結構和調(diào)制原理39-40
• 4.1.1 MMC結構39-40
• 4.1.2 調(diào)制原理40
• 4.2 不同調(diào)制策略的IGBT損耗分析40-41
• 4.3 基于載波相移調(diào)制的冗余保護策略41-46
• 4.3.1 總體流程41-42
• 4.3.2 載波動態(tài)分配42-43
• 4.3.3 附加載波控制43-44
• 4.3.4 電容電壓優(yōu)化控制44-46
• 4.4 仿真分析46-50
• 4.4.1 7電平MMC系統(tǒng)46-48
• 4.4.2 101電平MMC系統(tǒng)48-49
• 4.4.3 對控制器穩(wěn)定性的影響49-50
• 4.6 本章小結50-51
• 第5章 總結與展望51-52
• 參考文獻52-55
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果55-56
• 攻讀碩士學位期間參加的科研工作56-57
• 致謝57

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊柳;基于MMC的柔性直流輸電控制保護策略及損耗分析[D];華北電力大學;2013年

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本文編號：799755