基于mmc的柔性直流输电建模及协调控制研究

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1、万方数据分类号UDC丁M72j．f专业硕士学位论文基于MMC的柔性直流输电建模及协调控制研究陈思宇专业学位名称电氢王猩指导教师超江教援论文答辩日期呈2月兰旦答辩委员会主席匿延明塾攫学位授予日期皇翌!钐!’·≯万方数据广西大学学位论文原创性和使用授权声明}JllllIlllllJillIIIllJllllIIIIlllllllIlllliltY2888319本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学

2、或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：口保密，在年解密后适用授权。团不保密。(请在以上相应方框内打“√’’)论文作者签名：丫亳、品宇日期：勘l坫．f2

3、．c}指导教师签名：羯乡二日期：2口It／．．12．7作者联系电话：I弓8：I6三z88o电子邮箱：sJ}I叶2017“@12易．踟m万方数据基于MMC的柔性直流输电建模及协调控制研究摘要模块化多电平换流器具有开关损耗低、输出电压波形谐波含量低、对开关器件要求低、可靠性高等诸多优点，已经在实际工程中得到越来越多的应用。本文主要开展了基于模块化多电平的柔性直流输电系统的基本原理、控制策略、建模仿真和多端直流系统运行等方面的研究工作。首先，分析MMC的工作原理，推导了MMC交流三相电路在d-q坐标系下的数学模型以便于控制器设计。详细介绍了换流站级

4、的有功功率回路、无功功率回路的双闭环控制方法和换流阀级控制器的环流抑制、最近电平逼近和电容电压平衡等功能。然后，在PSCAD／EMTDC中建立1l电平的两端输电系统。通过对控制目标的阶跃响应验证了所设计控制器的效果，系统能够快速跟踪控制目标的变化，性能良好。推导了MMC的平均值模型，忽略子模块问的内部差异，使用可控电压源和可控电流源来模拟MMC。仿真结果显示详细模型和平均值模型在系统级仿真中趋势一致，使用平均值模型可以极大提高仿真速度而不过多牺牲仿真精度。最后，研究了多端柔性直流输电系统的电压裕度控制方法，根据原理设计了电压裕度控制器。一个五

5、端系统的仿真结果表明在主换流站因为到达功率极限而失去调节能力或者主换流站退出运行后，电压裕度控制很好地完成了主换流站和从换流站之间的直流电压接管，系统能够继续稳定运行。关键词：模块化多电平换流器建模仿真平均值模型多端直流输电电压裕度控制万方数据STUDYoNMoDELINGANDCooRDINATIoNCoNTRoLOFMMC．I肿CTRANSMISSIONSYSTEMABSTRACTModularMultilevelConverter(MMC)hastheadvantagesoflowerswitchinglosses，lowerharmo

6、nicsofoutputvoltagewaveform，lowerrequirementforswitchdevices，higherreliabilityandSOon．Thistechnologyhasgainedmoreandmoreapplicationsinpractice．Thispaperismainlyfocusedonthestudyofthebasictheory,controlstrategy,modelingandsimulation，thecoordinationoperationofMulti--terminalH

7、VDC(MTDC)foraMMC--HVDCtransmissionsystem．First，theoperationmechanismofMMCisanalyzedandamathematicalmodelofACthreephasecircuitsunderd—qcoordinateisderivedtofacilitatethedesignofcontrollers．Basedonthemodel，doubleclosed—loopcontrolmethodisintroducedforactivepowerloopandreactiv

8、epowerloopinconvertercontrollayer．Thevalvecontrollayer,whichhasfunctionsofcirculat