基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统研究

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1、■’詹硕—士学位论文．＇■、趙：＿妙（＾５ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ．．．、，ｋ，｜＾Ｐ论麵目：基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统研究学位类别：工￣￣学耻—学科专业：ｆ年级：＾研究生：吴桂良：．指导老师：王奔教授ｆ！ｉ．感逢：－一＼．，讓：国内图书分类号：ＴＭ７６１密级公开国际图书分类号：６２１．３西南凌通大学研究生学位论文基干模块化多电平换流器的柔性直流输电系统研究年级２０１２级

2、姓名吴桂良申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师王奔教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ７６１Ｕ：．３．Ｄ．Ｃ６２１ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＳＴＵＤＹＯＦＨＶＤＣＳＹＳＴＥＭＢＡＳＥＤＯＮＭＯＤＵＬＡＲＭＵＬＴＩＬＥＶＥＬＣＯＮＶＥＲＴＥＲＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＷｕＧｕｉｌｉａｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅ

3、ｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｅｃｉａｌｉｔ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ，ＷａｎｇＢｅｎＭａｙ，２０１５西南交通大学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，同意学校保留并。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权西南交通大学可以将本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。、缩印或扫描等复印手段保存和汇

4、编本学位论文本学位论文属于１．保密ａ，在年解密后适用本授权书；２．不保密＾使用本授权书。“”（请在以上方框内打＾／）学位论文作者签名：指导老师签名：ｉ＾曰期：曰期：乂．＞／＾丨３西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）分析了模块化多电平换流器的子模块工作原理及三相换流器运行机理，在此基础上通过将桥臂等效为可控电压源，在两相旋转而坐标系中建立了模块化多电平换流器的数学模型。（２）介绍了几种适用于模块化多电平换

5、流器调制策略的原理，并对这几种调制策略的优缺点进行评价。通过建立仿真模型验证了载波相移脉宽调制在换流器电平数较低时调制的有效性。（３）介绍了通用的模块化多电平换流器预充电控制的原理。分析了换流器子模块电容电压波动和相间环流产生的机理，对通用的模块化多电平换流器的电容电压均衡控制策略和环流抑制策略进行原理说明一。采用种结合了载波相移脉宽调制的电容电压均衡及环流抑制策略，通过建模仿真表明该控制器可以有效实现换流器子模块的电容电压均衡和相间环流抑制的目的（４）建立采用矢量控制的Ｍ

6、ＭＣ－ＨＶＤＣ系统的双闭环结构控制器，实现了系统的。－ｉ法设计内环控制器以替代采用Ｐ有功功率和无功功率解親控制采用ＢａｃｋｓｔｅｐｐｎｇＩ一。建立１－环节的矢量控制的电流内环个两端１电平的ＭＭＣＨＶＤＣ系统仿真模型。仿真结果表明，，，所设计的控制器具有良好的控制性能能够实现控制目标在系统发生－态性能扰动时，釆用Ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ法设计的控制器具有更好动。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个

7、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，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：曰期：西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要柔性直流输电技术采用全控型开关器件，它可以实现有功功率和无功功率独立调节，输电能力强，设计灵活，解决了常规直流输电技术的诸多瓶颈，因此得到了长足一—发展与广泛应用。近年来，种新型的电压源型换流器拓扑结构模块化多电平换流器（ＭＭＣ）得到越来越多的关注与

8、研究，成为柔性直流输电技术的发展方向。ＭＭＣ作为新一代高压大功率换流装置，具有输出波形好、无需滤波装置、可向无源系统供电点诸多优点一。虽然近年来ＭＭＣ成为了学术界的研究热点之，但相对于两电平的电压源型换流器，ＭＭＣ的研究仍处于起步阶段。本文分析了模块化多电平换流器的具体工作原理和运行特性，在此基础上，在两相旋转坐标系中建立了模块化多电平换流器的电磁暂态数学模型。介绍了几种适用于－模块化多电平换流器的调制