新型多端直流輸電試驗(yàn)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，交流電網(wǎng)的穩(wěn)定問(wèn)題日益嚴(yán)重，事故頻發(fā)，影響社會(huì)生產(chǎn)和人民日常生活，交流輸電模式的固有缺陷已經(jīng)越來(lái)越制約了電網(wǎng)的發(fā)展。且近年來(lái)，以風(fēng)電、光伏為代表的可再生新能源發(fā)電迅速發(fā)展，而這些新能源普遍存在著隨機(jī)性、波動(dòng)性的特征[1-2]，大規(guī)模并網(wǎng)時(shí)，將對(duì)交流電網(wǎng)提出更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。雖然傳統(tǒng)的HVDC也是一種可行的解決方案，但因其換流站造價(jià)高、需要大量輔助設(shè)備等因素而限制了其應(yīng)用。于是，多端柔性直流輸電技術(shù)(Voltage

2、Source Converter Multi-terminalHVDC，VSC-MTDC)開(kāi)始受到越來(lái)越多的關(guān)注，它將電壓源換流器技術(shù)和多端直流輸電技術(shù)相結(jié)合，不僅避免了交流輸電存在的穩(wěn)定性、同步性等缺陷，也使得電能質(zhì)量高度可控，可以實(shí)現(xiàn)多電源、多落點(diǎn)的靈活輸電體系。未來(lái)，VSC-MTDC在非同期電網(wǎng)互聯(lián)、遠(yuǎn)距離輸電、新能源并網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)用前景[3]，對(duì)其進(jìn)行研究試驗(yàn)具有十分重要的意義?；谶@一背景，本文對(duì)新型多端直流輸電試驗(yàn)

3、平臺(tái)的控制技術(shù)和相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。
　　文中首先對(duì)交直流輸電的發(fā)展?fàn)顩r，以及兩端直流輸電技術(shù)進(jìn)行了調(diào)查研究，并深入探討了多端直流輸電的基本概念、技術(shù)特點(diǎn)以及換流站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);接著，本文對(duì)VSC電壓源換流器進(jìn)行了研究，建立了其低頻數(shù)學(xué)模型，對(duì)適用于直流輸電的VSC的多種控制策略進(jìn)行了理論分析和比較，并在此基礎(chǔ)上提出了一種基于瞬時(shí)功率預(yù)測(cè)模型的恒頻直接控制，對(duì)其在理想電網(wǎng)以及電網(wǎng)電壓不平衡這兩種不同狀況下的性能都做了深入的理論分析并設(shè)

4、計(jì)了相應(yīng)的控制器，最后通過(guò)Matlab/Simulink建立一個(gè)兩端口的VSC-HVDC仿真模型，對(duì)其在理想電網(wǎng)和電網(wǎng)不平衡情況下進(jìn)行了仿真研究，驗(yàn)證了其具有良好的控制性能;隨后，本文對(duì)適用于VSC-MTDC系統(tǒng)的直流電壓協(xié)調(diào)控制策略進(jìn)行了研究，著重分析了其中具有代表性的集中式電壓控制策略、電壓裕度控制策略、電壓斜率控制策略，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合電壓裕度控制和電壓斜率控制各自的優(yōu)勢(shì)，提出了改進(jìn)型電壓斜率控制策略，并設(shè)計(jì)了其控制器，隨后通過(guò)M

5、atlab/Simulink仿真平臺(tái)搭建一個(gè)3端口的VSC-MTDC仿真模型，在穩(wěn)態(tài)以及退運(yùn)狀態(tài)下對(duì)上述控制策略進(jìn)行了仿真研究和比較，驗(yàn)證了各自的控制性能;最后，在之前的研究基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)完整的380v三端口VSC-MTDC試驗(yàn)平臺(tái)，用于模擬VSC-MTDC系統(tǒng)的運(yùn)行以及相關(guān)驗(yàn)證相關(guān)控制策略，通過(guò)主電路設(shè)計(jì)、器件選型、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)等方面設(shè)計(jì)并完成搭建了該試驗(yàn)平臺(tái)，隨后通過(guò)一系列啟動(dòng)以及三端口穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該試驗(yàn)平臺(tái)的功