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1、近年來(lái),隨著能源問(wèn)題日益突出,可再生能源并網(wǎng)已成為智能電網(wǎng)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題,基于電壓源變換器的高壓直流輸電(Voltage Source Converter Based High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)是解決新能源并網(wǎng)的重要手段之一。鑒于傳統(tǒng)多電平拓?fù)湓赩SC-HVDC應(yīng)用中存在的諸多缺陷,一種新興的模塊化多電平變換器(Modular Multilevel Converter,MMC),以其易
2、于模塊化、有較低的諧波含量和du/dt、可將低耐壓功率器件級(jí)聯(lián)于中壓/高壓應(yīng)用系統(tǒng)中等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。MMC在VSC-HVDC中的應(yīng)用(MMC-HVDC)成為了一個(gè)重要的研究方向。
本文首先研究了MMC的工作原理,在此基礎(chǔ)上給出了MMC-HVDC低壓物理模型的設(shè)備參數(shù)及主要性能指標(biāo),并對(duì)MMC-HVDC綜合控制策略進(jìn)行理論分析。針對(duì)現(xiàn)有鎖相技術(shù)存在的缺陷,本文提出了一種基于d-q變換的開(kāi)環(huán)鎖相技術(shù),把已知頻率作為d-q變換的同
3、步旋轉(zhuǎn)頻率,通過(guò)解耦網(wǎng)絡(luò)來(lái)消除負(fù)序分量,最后分別通過(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該鎖相方法的有效性。
其次,為更好的監(jiān)視MMC-HVDC低壓物理裝置的運(yùn)行情況,本文提出了一種MMC-HVDC監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該方案采用了客戶端—服務(wù)器模式,其中服務(wù)器采用了TI的雙核微處理器F28M35,客戶端是基于Labview編寫(xiě)的人機(jī)界面,兩者通過(guò)Lwip網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信。本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了三個(gè)基本功能:數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及顯示、故障檢測(cè)、上電啟動(dòng)。
4、> 最后介紹了MMC-HVDC半實(shí)物仿真與低壓物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之間的關(guān)系,并給出了低壓物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案,包括實(shí)驗(yàn)檢測(cè)及調(diào)理電路、控制系統(tǒng)、主電路等硬件電路設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)比串行控制與并行控制間的優(yōu)缺點(diǎn),最終采用并行控制方案作為MMC-HVDC的控制系統(tǒng)。為驗(yàn)證以上方案的可行性,同時(shí)避免因算法錯(cuò)誤而燒壞功率開(kāi)關(guān)管,首先在MMC-HVDC半實(shí)物仿真平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證,最后在低壓物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了控制策略及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的
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