模塊化多電平換流器內(nèi)部能量均衡控制策略研究.pdf

1、在交流輸電技術(shù)日益成熟的同時(shí)，高壓直流輸電（HVDC）技術(shù)也隨著大功率電力電子器件、高壓換流器技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，解決了困擾早期直流輸電技術(shù)發(fā)展的技術(shù)難題。近年來圍繞VSC-HVDC技術(shù)的研究取得了一系列的突破，其中最引人注目的是模塊化多電平換流器（ Modular Multi-level Converter， MMC）在直流輸電工程上的成功應(yīng)用。MMC-HVDC極大地促進(jìn)了柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展及其工程推廣應(yīng)用。因此維持模塊化多電平換流

2、器內(nèi)部能量穩(wěn)定對(duì)于MMC-HVDC的正常運(yùn)行至關(guān)重要。本文旨在研究MMC的內(nèi)部能量動(dòng)態(tài)行為及其附加控制，并在PSCAD/EMTDC中，建立11電平雙端MMC-HVDC系統(tǒng)模型并實(shí)現(xiàn)其控制策略。內(nèi)容如下：
　　首先，介紹了MMC的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理，并且詳細(xì)地分析了MMC的運(yùn)行特性；通過對(duì)MMC橋臂電流的分析，闡述了橋臂電流中包含的不同分量對(duì)相單元上下橋臂中能量的影響，進(jìn)而建立MMC的數(shù)學(xué)模型并分析其子模塊電容電壓（能量）的動(dòng)態(tài)

3、特性。其次，將瞬時(shí)能量與相關(guān)物理量的數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行分析，進(jìn)而分析瞬時(shí)能量的波動(dòng)特性，并將能量波動(dòng)規(guī)律的解析表達(dá)式進(jìn)行多層推導(dǎo)，為MMC-HVDC系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了有效的控制依據(jù)；針對(duì)推導(dǎo)出的能量波動(dòng)解析式，分析MMC內(nèi)部能量平衡的機(jī)理，并提出對(duì)應(yīng)的能量控制策略，重點(diǎn)提出橋臂能量均衡控制器，詳細(xì)分析其設(shè)計(jì)過程，最終控制MMC內(nèi)部電容電壓（能量），使得內(nèi)部能量波動(dòng)減小并達(dá)到穩(wěn)定，以及在MMC功率運(yùn)行區(qū)間優(yōu)化的應(yīng)用。最后，在PSCAD/EMTD