模塊化多電平換流器機電暫態(tài)模型研究及應用.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會對遠距離大容量輸電和新能源發(fā)電并網(wǎng)的需求越來越多，交流輸電在不斷提高電壓等級和輸送容量的發(fā)展過程中顯現(xiàn)出一些缺陷，基于模塊化多電平換流器的高壓直流輸電技術(Modular Multilevel Converter basedHigh Voltage Direct Current，MMC-HVDC)具有開關頻率低，損耗小，便于實現(xiàn)高壓大容量輸送，控制靈活，可靠性高，諧波含量小等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景，近年來成為研究熱

2、點。
　　隨著電平數(shù)的升高，MMC的子模塊數(shù)急劇上升，其電磁暫態(tài)仿真模型包含大量開關器件，導致仿真速度非常緩慢，不利于潮流計算和系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，阻礙了MMC-HVDC的研究和應用。因此，需要建立MMC機電暫態(tài)模型，對其進行快速的仿真計算。
　　本文首先研究了MMC及其子模塊的通用拓撲及運行原理和數(shù)學模型。建立基于dq旋轉(zhuǎn)坐標系的外環(huán)電壓控制器和內(nèi)環(huán)電流控制器，可以實現(xiàn)有功無功的解耦控制。研究了最近電平逼近調(diào)制和電容電壓排序控

3、制，對MMC進行調(diào)制和均壓控制。推導了基于兩倍頻負序dq旋轉(zhuǎn)坐標變換的環(huán)流抑制控制器，用以消除相間二次環(huán)流。然后，本文建立了MMC交流側(cè)、直流側(cè)、控制和調(diào)制環(huán)節(jié)的機電暫態(tài)模型，并考慮了MMC-MTDC的簡化機電暫態(tài)模型。在Matlab中建立MMC簡化機電暫態(tài)模型，與PSCAD/EMTDC中的電磁暫態(tài)模型進行穩(wěn)態(tài)輸出功率和暫態(tài)運行情況下的波形對比，從而驗證所提MMC機電暫態(tài)模型的正確性。并且通過仿真時間的對比，證明了機電暫態(tài)模型大大提高了