级联多电平HVDC变流器的仿真研究

【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-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。
【关键词】：级联多电平 VSC-HVDC 变流器 数学模型 控制策略 仿真研究
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46