模塊化多電平換流器的建模與控制策略研究.pdf

1、基于電壓源型換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于可再生能源并網(wǎng)、向無源網(wǎng)絡(luò)供電、城市電網(wǎng)供電和異步交流電網(wǎng)互聯(lián)等場合。模塊化多電平換流器作為電壓源型換流器的一種新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有實(shí)現(xiàn)功率獨(dú)立可調(diào)、無需額外的濾波裝置、占地面積小和結(jié)構(gòu)模塊化等優(yōu)點(diǎn)，目前國內(nèi)外已有相應(yīng)的實(shí)際工程投入運(yùn)行。
　　模塊化多電平換流器的建模是研究其動(dòng)態(tài)特性和相應(yīng)控制策略的基礎(chǔ)。針對仿真過程中模塊化多電平換流器的建模存在工作量大、占用仿真資源和仿真速度慢等缺點(diǎn)，

2、本文建立了換流器的等效模型，通過將換流器橋臂等效為戴維南電路的方式，可實(shí)現(xiàn)高電平模塊化多電平換流器的仿真，具備仿真換流器內(nèi)部故障的能力，同時(shí)對建立的換流器的等效模型進(jìn)行誤差分析和適用性范圍推導(dǎo)。
　　基于建立的模塊化多電平換流器的等效模型，本文對控制保護(hù)策略展開研究，提出改進(jìn)的電容電壓均壓控制法。改進(jìn)的電容電壓均壓控制法避免對所有子模塊電容電壓排序，建立電容電壓分層容器，根據(jù)所有的電容電壓的大小將其放入不同分層的容器內(nèi)，根據(jù)橋臂電

3、流大小和橋臂需投子模塊的個(gè)數(shù)從電壓分層容器內(nèi)選擇對應(yīng)的子模塊投入。同時(shí)，引入電壓容器是否重新分層的判據(jù)，進(jìn)一步減小改進(jìn)的電容電壓均壓控制法的時(shí)間復(fù)雜度。
　　本文基于載波相移調(diào)制提出改進(jìn)的冗余保護(hù)策略，相比于最近電平逼近調(diào)制下的冗余保護(hù)，這能夠降低換流器的開關(guān)器件損耗。改進(jìn)的策略主要分為三部分:載波動(dòng)態(tài)分配、附加載波控制和電容電壓優(yōu)化控制。載波動(dòng)態(tài)分配在故障后發(fā)生后，為所有子模塊動(dòng)態(tài)分配載波，無需記錄載波量;附加載波控制在故障后優(yōu)