级联多电平hvdc变流器的仿真研究

《级联多电平hvdc变流器的仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TM46；TM721.1密级：UDC：621.3编号：201231403025河北工业大学硕士学位论文级联多电平HVDC变流器的仿真研究论文作者：包鹏飞学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电气工程指导教师：张福民职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringSIMULATIONREARCHONCASCADEMULTILEVELHVDCCONVERTERbyBaoPengf

2、eiSupervisor:Prof.ZhangFuminNovember2014摘要基于电压源型变流器控制的高压直流输电（VSC-HVDC）技术是近些年来电力电子与电力系统重要研究与建设领域之一，尤其在解决远距离传输电能、跨海电缆、交流电网非同步互联、环境保护等方面具有很大的优势。新型级联多电平变流器，即模块组合化多电平变流器MMC以其独特的优势，在高压大功率领域中受到了广泛的研究与应用。本文通过分析基于电压源型变流器控制的高压直流输电（VSC-HVDC）系统与新型级联多电平变流器MMC的工作特性，采用MMC变流器作为VSC-HVDC系

3、统的换流设备，并探讨了该系统的调制方法和控制策略，通过构建数学模型来设计控制系统机构，最后利用仿真来证明所采用的调制方法、数学模型与控制策略的正确性。具体说来，全文的主要研究内容如下：详细介绍VSC-HVDC系统的工作原理与控制策略，并推导了VSC-HVDC的数学模型；分析了新型级联多电平变流器MMC的基本结构与运行原理，进而建立了MMC变流器的数学模型；探讨了MMC变流器的控制策略与调制方法，研究了子模块电容电压的均衡问题，并在此基础上构建出MMC变流器的整体控制结构；最后通过在Matlab/Simulink中建立MMC变流器与VSC

4、-HVDC系统仿真模型，分别对MMC变流器进行逆变与整流的仿真试验，并对基于MMC变流器控制的VSC-HVDC系统进行了正常与故障仿真试验。关键字：级联多电平VSC-HVDC变流器数学模型控制策略仿真研究IABSTRACTHVDCbasedonvoltagesourceconverter(VSC-HVDC)isoneoftheimportantfieldsofresearchandconstructioninpowerelectronicsandpowersystemsrecently，andithasgreatadvantagesin

5、solvingthelong-distancetransmission,sea-crossingcable,ininterconnectingasynchronouspowergridofacsystem,inprotectingtheenvironmentandsoon.Anewcascademultilevelconverter,themodularmultilevelconverterMMCwithitsuniqueadvantageshasreceivedthewidespreadresearchandapplicationin

6、thefieldofhighvoltagepower.ThemodulationmethodandcontrolstrategyofapplyingMMCtoHVDCbasedonvoltagesourceconverterthroughanalyzingtheworkingcharacteristicofHVDCbasedonvoltagesourceconverterandthenewcascademultilevelconverterMMC,andbybuildingthemathematicalmodeltodesignthec

7、ontrolsystemhasbeenpresented.Finally,thesimulationexampleisemployedtoillustratethevalidityoftheappliedmodulationmethod,mathematicalmodelandcontrolstrategy.Tobespecific,themaincontentsofthisdissertationareasfollows:WorkingprincipleandcontrolstrategyofVSC-HVDCsystem,andded

8、ucedthemathematicalmodelofVSC-HVDCareintroducedindetail;MMCinnewcascademultilevelconverterisanalyzedthe