模塊化多電平換流器低壓模擬系統(tǒng)的研究.pdf

1、在分布式發(fā)電、可再生能源、智能電網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的新形勢下，柔性直流輸電技術(shù)為彌補(bǔ)傳統(tǒng)高壓直流輸電的不足提供了新的途徑。傳統(tǒng)的高壓直流輸電采用半控型器件晶閘管，交流側(cè)需要無功補(bǔ)償裝置，直流側(cè)需要非常強(qiáng)大的電源進(jìn)行有源逆變，否則可能產(chǎn)生換相失敗。柔性直流輸電采用基于可關(guān)斷器件的電壓源換流器，應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行無源逆變，對受端系統(tǒng)容量沒有要求，解決了傳統(tǒng)直流輸電向無源負(fù)荷點(diǎn)送電的難題。在電壓源換流器的多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，模塊化多電平換流器(Mo

2、dular Multi-levelConverter，MMC)使用由可關(guān)斷功率開關(guān)器件構(gòu)成的半橋結(jié)構(gòu)作為子模塊，工作狀態(tài)少，控制相對簡單，規(guī)避了開關(guān)器件串聯(lián)帶來的均壓問題，具有擴(kuò)展性和冗余性，更適合應(yīng)用于高壓大容量的功率變換、傳輸場合。為了在有限的實(shí)驗(yàn)條件下驗(yàn)證基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電系統(tǒng)的控制器及其控制策略，本文提出了使用低壓模擬系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證的方法。低壓模擬系統(tǒng)可以在較低的電壓和功率等級上較為真實(shí)地模擬系統(tǒng)的各種工況，為高

3、壓實(shí)際工程應(yīng)用打下理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　本文根據(jù)MMC的工作原理，結(jié)合低壓模擬系統(tǒng)的特點(diǎn)，對MMC進(jìn)行等效和簡化，建立了MMC的數(shù)學(xué)模型。分析了MMC的功率傳輸方式和換流站的控制策略配置方案。并在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了適用于低壓模擬系統(tǒng)的控制器。通過控制器產(chǎn)生的調(diào)制信號，使用載波移相正弦脈寬調(diào)制技術(shù)對MMC進(jìn)行調(diào)制。本文完成了低壓模擬系統(tǒng)子模塊的硬件設(shè)計(jì)和控制保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)子模塊在MMC中的運(yùn)行工況，搭建試驗(yàn)平臺，對子模塊進(jìn)行