發(fā)布時間：2020-05-11 15:12

【摘要】：基于模塊化多電平換流器的多端柔性直流輸電技術(shù)(MMC-MTDC)具有多端系統(tǒng)運行靈活、可靠性高、可以多電源供電、多落點受電的優(yōu)點,是解決可再生能源并網(wǎng)、無源網(wǎng)絡(luò)供電,實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)最有效的方案之一。然而MMCMTDC的結(jié)構(gòu)和控制策略都很復(fù)雜,因此,需要對MMC-MTDC的協(xié)調(diào)控制進行深入研究。由于穩(wěn)定直流電壓與合理分配功率是MMC-MTDC控制策略需要考慮的核心問題,所以本文將其作為研究重點,以MMC-MTDC系統(tǒng)的分級控制(閥級控制、換流站級控制、系統(tǒng)級控制)為框架展開了以下相關(guān)研究工作。首先采用模塊化多電平換流器(MMC)作為本文研究對象;詳細分析了MMC子模塊的工作原理,給出了最近電平逼近調(diào)制策略(NLM)。并建立了換流站在三相靜止坐標系和dq旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,在此基礎(chǔ)之上給出了針對換流站的直接電流控制法,并設(shè)計了相應(yīng)的雙環(huán)電流控制器;在PSCAD/EMTDC仿真軟件對給出的控制策略進行了驗證,仿真結(jié)果表明設(shè)計的雙環(huán)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)換流站有功功率和無功功率的獨立解耦控制。然后詳細分析了MMC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略:單點直流電壓控制策略,并在此基礎(chǔ)上提出改進型控制策略,并在PSCAD/EMTDC仿真軟件搭建三端系統(tǒng)仿真驗證這種改進型控制策略無論主換流站工作在整流狀態(tài)還是逆變狀態(tài),無需站間通信,仍能實現(xiàn)良好的動態(tài)特性,提高了多端系統(tǒng)的靈活生和可靠性,應(yīng)用范圍更廣,優(yōu)于傳統(tǒng)單點直流電壓控制。最后,本文提出了一種直流電壓下垂控制策略,并在此基礎(chǔ)上作出改進,通過在下垂控制器中引入第一、第二優(yōu)先級調(diào)節(jié)參數(shù)實現(xiàn)對按照系統(tǒng)運行工況的需求自適應(yīng)調(diào)節(jié)下垂系數(shù)的控制,同時控制器能夠按照各換流站之間的實時功率裕度大小分配系統(tǒng)不平衡功率。并在PSCAD/EMTDC仿真軟件中搭建了四端柔性直流輸電系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明:改進后的電壓下垂控制實現(xiàn)了下垂系數(shù)的自動改變,能夠有效減小直流電壓偏差,合理分配有功功率,提高了換流站的利用率,同時控制更加穩(wěn)定;當系統(tǒng)受到擾動功率發(fā)生不平衡時,控制器能夠根據(jù)換流站自身功率裕度的大小合理分配功率調(diào)節(jié)任務(wù)。圖[66] 表[5] 參[55]
【圖文】：

子模塊數(shù)下橋臂投入子模塊數(shù)各子模塊電容電壓電容電壓均衡控制流方向觸發(fā)脈沖1CUCU取整函數(shù)圖 11 最近電平逼近調(diào)制的流程圖Fig11 Flow chart of NLM在 PSCAD/EMTDC 仿真軟件中搭建了 21電平的兩端模塊化多電平換型，通過仿真來驗證結(jié)合了最近電平逼近調(diào)制方式和電容均衡策略兩在系統(tǒng)中的性能。仿真中，每個橋臂設(shè)置 20 個子模塊，dcU = 20kV F ，0L =4mH，，換流變壓器變比為 10：23。最近電平逼近調(diào)制時，某相電壓和調(diào)制參考電壓的仿真如圖 12 所示參考相�？梢悦黠@看出，經(jīng)過最近電平逼近調(diào)制后，輸出電壓 uva和varef都是高質(zhì)量的電壓正弦波形，同時輸出電壓和參考電壓的差別基。驗證了本節(jié)采用的控制策略達到預(yù)期目標，非常可靠。

安徽理工大學碩士學位論文用最近電平逼近調(diào)制時，子模塊 SM 電容電壓的仿真如圖 13 所示 相為參考相，已知 是上橋臂子模塊電容電壓， 是下橋臂子模可以明顯看出，經(jīng)過最近電平逼近調(diào)制后，上橋臂子模塊電容電壓臂子模塊電容電壓 的電壓波形基本一致且都基本可以維持在 1出電壓和參考電壓的差別基本可以忽略。驗證了本節(jié)采用的控制策容電壓出現(xiàn)巨大波動，從而使得端口電壓保持恒定。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM721.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 孫璐;趙志剛;;基于電壓源型換流器的高壓直流輸電技術(shù)研究[J];黑龍江科技信息;2015年22期

2 高強;林燁;黃立超;羅偉;;舟山多端柔性直流輸電工程綜述[J];電網(wǎng)與清潔能源;2015年02期

本文編號：2658647