硕士论文-基于模块化多电平换流器的柔性直流输电控制保护系统仿真测试研究

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1、华中科技大学硕士学位论文分类号学号M学校代码10487密级硕士学位论文基于RTLAB的模块化多电平柔性直流输电控制保护系统仿真测试研究学位申请人：学科专业：指导教师：副教授博士答辩日期：VII华中科技大学硕士学位论文VII华中科技大学硕士学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他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结果由本人承担。学位

2、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VII华中科技大学硕士学位论文摘要柔性直流输电技术是现今学术界研

3、究热点和工程热点，其控制保护机制尚处于探索阶段，无长期稳定的工程运行经验。本文提出的一种基于RTLAB实时仿真平台的柔性直流输电控制保护系统仿真测试方案，能有效缩短控制保护系统开发时间，全面测试控制保护系统功能，保证柔性直流输电系统安全可靠地并网运行。论文研究对象为基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统（以下缩称“MMC-HVDC”）。通过对MMC-HVDC基本原理的分析，建立了数学模型，阐述了其优缺点和应用场合。论文总结了MMC-HVDC工程常用的控制策略，介绍了国内常用的站控、换流器控制、阀控三级分层控制方法，认为站间通

4、讯可有效提高现阶段MMC-HVDC系统可靠性与稳定性。论文阐述了RTLAB实时仿真系统平台的基本原理，重点分析了SSN的应用和CPU与FPGA协同作用的硬件平台，解释了RTLAB平台如何做到缩短仿真时间达到实时性目的。论文比较了RTLAB平台和PSCAD软件、RTDS平台在MMC-HVDC的应用，认为RTLAB是相对成熟的MMC-HVDC仿真测试手段。根据柔性直流输电常用的主回路图，建立了包含变压器、换流阀、直流电缆、避雷器、断路器、桥臂电抗等主回路模型，阐述了相关参数的设计方法。借助Aurora协议，实现了实际阀控系统和模拟

5、的主回路之间的快速通讯。利用该主回路模型，完成了实际MMC-HVDC工程控制保护系统的测试，给出了STATCOM状态下，交直流并列运行条件下，孤岛运行条件下的启动、稳态运行、功率升降、功率阶跃和故障保护等工况下的测试结果，并和实际工程调试做了对比。结果表明，RTLAB平台测试结果和实际工程结果基本一致。关键词：MMC-HVDC，RTLAB实时仿真，控制保护，仿真测试VII华中科技大学硕士学位论文AbstractVSC-HVDCisahottopicinbothacademicresearchandindustry,ofwhic

6、hthecontrolandprotectionsystemlacksdesignandoperatingexperience.AnewmethodbasedonRTLABplatformispresentedinthisdissertationtotesttheControlandprotectionSystembeforeoperation.Bytheuseofit,theresearchperiodisshortened,mostfunctionsoftheHVDCLinkaretested,thereforeensur

7、ingthesafetyandreliabilityforparalleloperation.TheHVDCLinkdiscussedhereisbasedonmodularmultilevelconverter(MMC-HVDC).ThroughtheanalysisofthebasicprinciplesofMMC-HVDC,thedissertationestablishesthemathematicalmodel,presentstheadvantageanddisadvantageofitandindicatesit

8、sapplication.ThedissertationgivesasummaryofthemostcommoncontrolandprotectionstrategyofMMC-HVDC，specificallyintroducesapopularhierarchicalc