MMC型柔性直流輸電系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter,MMC)是一種新型的電壓源換流器拓?fù)?因具有輸出電能質(zhì)量高、開關(guān)損耗低、易于擴展等優(yōu)勢而成為多電平換流技術(shù)領(lǐng)域中的研究熱點;柔性直流輸電具有靈活可控、功率獨立調(diào)節(jié)、諧波水平低、無換相失敗問題、可為無源系統(tǒng)供電等特點,在新能源發(fā)電技術(shù)興起的電力時代下,受到世界范圍內(nèi)的工程研究人員和學(xué)者的高度關(guān)注,并成為解決可再生能源發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電等問題的重要手段。將MMC應(yīng)

2、用于柔性直流輸電中,有利于構(gòu)建新一代靈活、高效、經(jīng)濟、環(huán)保、智能、可靠的輸電系統(tǒng),提高了我國換流技術(shù)與輸電技術(shù)水平。本文以MMC型柔性直流輸電系統(tǒng)為研究對象,并以PSCAD/EMTDC(Power Systems Computer Aided Design/ Electro Magnetic Transient in DC System)為仿真平臺,對MMC型柔性直流輸電控制策略相關(guān)內(nèi)容進行研究、設(shè)計和仿真驗證。
　　首先,介紹了

3、課題研究現(xiàn)狀與意義。簡要闡述了多電平換流器和柔性直流輸電技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀,并給出已投運的MMC型柔性直流輸電工程概況,論證了本文所選課題具有重要研究價值和現(xiàn)實意義。
　　其次,闡述了MMC相關(guān)理論。從MMC拓?fù)浜妥幽K結(jié)構(gòu)著手,清晰、準(zhǔn)確地介紹了MMC的工作原理;基于電路理論推導(dǎo)出MMC等效電路;建立了時域和頻域內(nèi)、電網(wǎng)正常狀態(tài)和不對稱狀態(tài)下的MMC數(shù)學(xué)模型,為MMC型柔性直流輸電控制策略的研究奠定基礎(chǔ)。
　　然后

4、,對MMC型柔性直流輸電系統(tǒng)的閥級控制策略進行研究與設(shè)計。著重介紹了當(dāng)前工程中應(yīng)用較多的最近電平逼近調(diào)制、載波層疊脈寬調(diào)制、載波移相脈寬調(diào)制原理?？紤]到實際工程中電平數(shù)一般都較多,故選擇極其適用于電平數(shù)較多的高壓大功率柔性直流輸電場合的最近電平逼近調(diào)制策略作為本文閥級調(diào)制方式,并對基于此調(diào)制策略的排序法均壓策略進行數(shù)學(xué)分析和仿真驗證,比較了傳統(tǒng)均壓策略和優(yōu)化均壓策略在均衡電壓和開關(guān)損耗兩方面的控制效果。
　　最后,對MMC型柔性直