基于MMC-HVDC系統(tǒng)輸電技術(shù)的研究.pdf

1、能源與環(huán)境危機(jī)的加劇，給人類的生存帶來了極大的困擾，以高消耗、重污染為特征的傳統(tǒng)化石能源利用模式注定難以維持，優(yōu)化資源配置并尋求清潔替代能源將作為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。當(dāng)前，以電能為中心的能源格局進(jìn)一步凸顯。因此，建立高效、堅(jiān)強(qiáng)、靈活的輸電網(wǎng)絡(luò)和推動(dòng)可再生能源的規(guī)模化并網(wǎng)成為了緩解環(huán)保壓力、破解能源困局、促進(jìn)能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命的根本途徑。
　　基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術(shù)(MMC-HVDC)因其顯著優(yōu)勢(shì)在遠(yuǎn)距離、大

2、功率輸電及可再生能源并網(wǎng)等領(lǐng)域脫穎而出，獲得了業(yè)界的強(qiáng)烈關(guān)注和普遍青睞。本文選取MMC-HVDC系統(tǒng)作為研究對(duì)象，在詳述其基本原理和相關(guān)特性的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)針對(duì)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了深入研究，并就MMC-HVDC系統(tǒng)在海上風(fēng)電并網(wǎng)方面的應(yīng)用展開了具體分析。
　　首先，詳細(xì)分析了MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理及運(yùn)行特性，分別構(gòu)建了MMC-HVDC系統(tǒng)在三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并就MMC的預(yù)充電控制策略進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。
　　其次，具體

3、介紹了載波移相調(diào)制策略（CPS-PWM）和最近電平調(diào)制策略(NLM)在MMC-HVDC閥組級(jí)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。在推理得出MMC電容電壓波動(dòng)機(jī)理和相間環(huán)流產(chǎn)生本質(zhì)的基礎(chǔ)上，為降低開關(guān)頻率，對(duì)傳統(tǒng)電容電壓排序算法進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，并結(jié)合疊加平衡分量法，設(shè)計(jì)了一種電容電壓平衡控制策略。此外，通過引入離散數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了一種基于離散數(shù)學(xué)模型的相間環(huán)流抑制器。最后，利用仿真證實(shí)了所設(shè)控制策略和控制器的有效性。
　　再者，論述了MMC-HVD

4、C系統(tǒng)的分層控制結(jié)構(gòu)，分析了換流站的控制原理和控制方式，對(duì)MMC換流站的雙閉環(huán)控制策略展開了重點(diǎn)研究，分別就內(nèi)環(huán)電流控制器和外環(huán)功率控制器進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。在結(jié)合系統(tǒng)級(jí)控制和閥組級(jí)控制的基礎(chǔ)上，針對(duì)兩端有源系統(tǒng)和向無源網(wǎng)絡(luò)供電兩種不同場(chǎng)合，分別設(shè)計(jì)了MMC-HVDC系統(tǒng)的整體控制策略。最后，通過仿真對(duì)所設(shè)的控制策略在多種穩(wěn)態(tài)工況下實(shí)施了分析和檢驗(yàn)，仿真結(jié)果證明了其正確性。
　　最后，討論了海上風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)方式和并網(wǎng)拓?fù)洌赋隽薓MC