基于MMC的輕型直流輸電系統(tǒng)控制裝置的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，新能源發(fā)電得到了迅速發(fā)展，但具有分散性、小型化和遠(yuǎn)離主電網(wǎng)等特點(diǎn)，基于電壓源換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)(Voltage Source Converter,High Voltage Direct Current transmission，VSC-HVDC)可以非常有效地將這些分散電源進(jìn)行并網(wǎng)接入。傳統(tǒng)的VSC-HVDC輸電系統(tǒng)采用低電平VSC技術(shù)，不能滿足HVDC輸電系統(tǒng)的高電壓等級和大容量的要求，而且具有較高的開關(guān)頻率、輸出電

2、壓諧波大、串聯(lián)器件存在動態(tài)均壓等問題。
　　模塊化多電平換流器(modular multilevel converter, MMC)不僅能滿足HVDC輸電系統(tǒng)的高電壓等級和大容量的要求，而且具有相對較低的開關(guān)頻率、容易實(shí)現(xiàn)冗余控制、分布電容式能量存儲、輸出電壓諧波含量少、具有公共直流母線等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于HVDC輸電系統(tǒng)。
　　本文首先對模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理、數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)的分析說明，并介紹了幾種適用于

3、MMC的調(diào)制方式。針對模塊化多電平換流器，提出了基于系統(tǒng)級、裝置級兩個層面上的控制策略，結(jié)合優(yōu)化的載波移相調(diào)制方式通過PSCAD/EMTDC仿真軟件進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，驗(yàn)證了其可行性。
　　通過對MMC控制裝置系統(tǒng)的硬件和軟件需求分析，提出了一種主從式架構(gòu)控制裝置系統(tǒng)，具有線配置模式、圖形化顯示、使用光纖總數(shù)少、子模塊控制器的智能型和獨(dú)立性高等優(yōu)點(diǎn)。對于MMC控制裝置的通信問題，設(shè)計(jì)了DMA通信方式和基于FPGA的光纖通信，實(shí)現(xiàn)了三級