MMC-HVDC拓撲結(jié)構(gòu)及直流側(cè)故障分析答辯用

1、1234 緒論緒論 MMC-HVDC的基本工作原理與拓撲結(jié)構(gòu)的基本工作原理與拓撲結(jié)構(gòu)直流側(cè)故障分析與故障清除直流側(cè)故障分析與故障清除 總結(jié)與展望總結(jié)與展望1緒論緒論 研究背景與意義研究背景與意義 MMC-HVDC的特點的特點 文獻綜述文獻綜述 本文研究內(nèi)容本文研究內(nèi)容研究背景與意義研究背景與意義1.在長距離，大范圍的電能傳輸中，交流輸電存在固有的在長距離，大范圍的電能傳輸中，交流輸電存在固有的穩(wěn)定的問題，高壓直流輸電（穩(wěn)定的問題，高壓直流輸電（HVDC）的優(yōu)點逐漸顯露。）的優(yōu)點逐漸顯露。2.直流輸電線路與同樣規(guī)模的交流輸電線路相比較，造直流輸電線路與同樣規(guī)模的交流輸電線路相比較，造價費用更低；

2、直流輸電功率與能量損耗較小，易于實現(xiàn)價費用更低；直流輸電功率與能量損耗較小，易于實現(xiàn)潮流的快速控制等。潮流的快速控制等。3.電流源型高壓直流輸電只能在有源逆變狀態(tài)下工作，電流源型高壓直流輸電只能在有源逆變狀態(tài)下工作，易發(fā)生換相失??；換流器產(chǎn)生諧波容量大；換流站易發(fā)生換相失敗；換流器產(chǎn)生諧波容量大；換流站需要大量無功補償。不適合孤島或海上發(fā)電。需要大量無功補償。不適合孤島或海上發(fā)電。MMC-HVDC在新能源發(fā)電并網(wǎng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在新能源發(fā)電并網(wǎng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。MMC-HVDC的特點的特點1.采用模塊化的設(shè)計結(jié)構(gòu)，通過子模塊串聯(lián)構(gòu)成換流采用模塊化的設(shè)計結(jié)構(gòu)，通過子模塊串聯(lián)構(gòu)成換流閥，易于擴展

3、，對開關(guān)器件的同意下要求不高。諧閥，易于擴展，對開關(guān)器件的同意下要求不高。諧波畸變率小，開關(guān)損耗低波畸變率小，開關(guān)損耗低2.在分布式發(fā)電并網(wǎng)，孤島及城市電網(wǎng)供電，新能在分布式發(fā)電并網(wǎng)，孤島及城市電網(wǎng)供電，新能源發(fā)電并網(wǎng)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。源發(fā)電并網(wǎng)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。文獻綜述文獻綜述文獻文獻3 4介紹了介紹了MMC-HVDC在孤島發(fā)電，新能源發(fā)電領(lǐng)域等的具體在孤島發(fā)電，新能源發(fā)電領(lǐng)域等的具體應(yīng)用。應(yīng)用。文獻文獻5 8介紹了介紹了MMC-HVDC常用的幾種控制方法，其中常用的幾種控制方法，其中文獻文獻6側(cè)重側(cè)重于載波移相的方法。于載波移相的方法。文獻文獻10 12介紹了介紹了MMC-

4、HVDC不同坐標系下的數(shù)學模型與環(huán)流控制。不同坐標系下的數(shù)學模型與環(huán)流控制。文獻文獻13 21具體分析了具體分析了MMC-HVDC直流側(cè)三種故障，其中文獻直流側(cè)三種故障，其中文獻18具體介紹了單極接地故障，文獻具體介紹了單極接地故障，文獻19具體介紹了斷線故障。具體介紹了斷線故障。文獻文獻22 25介紹了子模塊拓撲結(jié)構(gòu)的改良與直流側(cè)故障清除介紹了子模塊拓撲結(jié)構(gòu)的改良與直流側(cè)故障清除文獻文獻1 2，26 30從拓撲結(jié)構(gòu)，控制方法，交直流故障等方面綜從拓撲結(jié)構(gòu)，控制方法，交直流故障等方面綜合分析了合分析了MMC-HVDC文獻文獻7介紹了介紹了MMC-HVDC子模塊的幾種拓撲結(jié)構(gòu)子模塊的幾種拓撲結(jié)構(gòu)

5、本文主要研究內(nèi)容本文主要研究內(nèi)容介紹了介紹了MMC-HVDC三種子模塊的拓撲結(jié)構(gòu)和三種子模塊的拓撲結(jié)構(gòu)和IGBT不同的開不同的開關(guān)情況下，子模塊對外輸出電壓的多少。關(guān)情況下，子模塊對外輸出電壓的多少。介紹數(shù)學模型和兩介紹數(shù)學模型和兩種常用的控制方法：種常用的控制方法：NLM，CPS-SPWM。通過通過Simulink仿真五電平的仿真五電平的MMC-HVDC，對輸出的電壓電，對輸出的電壓電流波形進行分析和驗證。流波形進行分析和驗證。在已搭建的模型上進行直流側(cè)三種故障模擬，對輸出的電壓在已搭建的模型上進行直流側(cè)三種故障模擬，對輸出的電壓電流波形進行分析。討論通過對子模塊的拓撲結(jié)構(gòu)進行改良電流波形進

6、行分析。討論通過對子模塊的拓撲結(jié)構(gòu)進行改良以達到直流側(cè)故障清除的目的。以達到直流側(cè)故障清除的目的。2MMC-HVDC的基本工作原理與拓撲結(jié)構(gòu)的基本工作原理與拓撲結(jié)構(gòu)主電路拓撲主電路拓撲子模塊拓撲子模塊拓撲數(shù)學模型數(shù)學模型控制方法控制方法輸出電壓電流波形演示輸出電壓電流波形演示主電路拓撲主電路拓撲子模塊拓撲子模塊拓撲主要分為半橋子模塊（主要分為半橋子模塊（HBSM），全橋子模塊（），全橋子模塊（FBSM），雙箝），雙箝位子模塊（位子模塊（CDSM）三種結(jié)構(gòu)）三種結(jié)構(gòu)半橋子模塊（半橋子模塊（HBSM）兩兩個個IGBT處于不同的通斷條件下，處于不同的通斷條件下，對外輸出兩種不同的電壓：對外輸出兩種不同的電壓：1.Usm=UC2.Usm=0數(shù)學模型數(shù)學模型MMC-HVDC數(shù)學模型數(shù)學模型將每相半橋臂包含的所將每相半橋臂包含的所有子模塊對外等效成一有子模塊對外等效成一個可控電壓源個可控電壓源22dcnaAOdcpaAOUUUUUU由由KCL得：得：)(napadcAAUUUU數(shù)學模型數(shù)學模型當當UAA 0時，時，CDSM子模塊電流流向子模塊電流流向電流電流ism0時，時，CDSM子模塊電流流向子模