基于无公共储能单元的mmc-statcom控制策略研究

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1、分类号学号M201271398学校代码10487密级硕士学位论文基于无公共储能单元的MMC-STATCOM控制策略研究学位申请人：何启龙学科专业：电气工程指导教师：戴珂副教授答辩日期：2014年5月24日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofProjectManagementResearchofControlStrategyBasedonMMC-STATCOMWithoutCommonEnergyStorage

2、DevicePh.D.Candidate:HeQilongMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.DaiKeHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2014万方数据本课题研究得到以下基金资助：台达环境与教育基金会《电力电子科教发展计划》重点项目(DREK2012001)国家自然科学基金面上项目（51277086）谨在此表示诚挚的谢意！万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导

3、师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律效果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等

4、复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据摘要近年来随着电力电子变换器在电力系统领域的应用越来越广泛，人们对其功率与电压等级的要求越来越高，功率开关器件限制了电力电子变换器在高压大功率场合的应用。此外，传统变换器较高的开关频率增大了损耗。模块化多电平变换器(MMC)作为级联多电平变换器的新成员，有效提高了电力电子变换器功率处理能力与电压等级，此外MMC可以在较低的开关频率下具有较好的输出特性。传统的M

5、MC的公共直流侧储能环节的存在使其在中高压直流输电中具有广泛的应用。鉴于MMC的模块化设计、输出特性好的特点，其在高压大功率静止无功补偿器中也有较好的发展前景，本文研究内容即MMC在静止无功补偿器中的应用，主要包括其数学建模、预充电策略、调制方式、以及稳压控制策略和电流控制策略。1）首先对传统的多电平变换器进行了比较，针对传统多电平变换器的缺点，指出MMC除了在柔性直流输电中具有广泛应用外，在静止无功补偿器中的应用前景也亟待研究。在传统MMC拓扑的基础上，针对无公共直流储能环节的新型MMC拓扑，进行数学建模，对其基本工作原理进行

6、了详细介绍。2）对MMC的预启动策略包括自励式、他励式的启动方式进行详细介绍，并结合新型MMC-STATCOM拓扑，将自励式充电方式与控制器高频整流相结合，可以满足功率单元直流侧电压在较短的时间内达到指令电压值的要求。此外，对载波移相调制策略在新型MMC-STATCOM中的应用进行了介绍，针对子模块个数为奇数和偶数两种情况进行分析。3）MMC-STACOM正常工作的前提是其功率单元直流侧电容电压保持稳定，本文重点研究了其稳压策略。本文采用分层控制，即电压平均控制、桥臂均衡控制以及个体平均控制三层控制，将三种调制波最后叠加到一起，

7、维持电容电压的稳定，通过仿真验证了电流控制策略和稳压策略的有效性。在仿真的基础上搭建实验平台进行实验，验证了载波移相调制策略以及电流环控制策略的有效性。关键字：模块化多电平（MMC），静止无功补偿，载波移相脉宽调制，预充电，电压平衡控制I万方数据AbstractAsthemoreandmorewidelyusedofpowerelectronicconvertersinthepowersystem，thedemandofhighvoltagelevelsandlargepowertoconvertersismoreurgent.

8、Butthelimitofswitchdevicetoconvertershasanegativeeffectinthefieldofconverter’smoreandmoreusedinlargepowerandhighvoltagearea.Otherwi