三極柔性直流輸電拓撲結(jié)構(gòu)與控制策略研究.pdf

1、鑒于交流輸電在大規(guī)模新能源并網(wǎng)和城市電網(wǎng)增容改造應(yīng)用中的局限性以及國內(nèi)直流輸電技術(shù)的不斷成熟，將部分現(xiàn)有交流輸電線路改造成直流輸電需求增大，三極直流輸電是交流輸電改造成直流輸電的理想方案，它可提高電網(wǎng)輸電能力、新能源并網(wǎng)效率以及輸電線路走廊利用率，為建設(shè)環(huán)境友好型和土地資源節(jié)約型電網(wǎng)貢獻力量。
　　與基于晶閘管換流器的三極直流輸電相比，三極柔性直流輸電具有不存在換相失敗、有功功率和無功功率獨立控制、無需無功功率補償裝置、占地面積小

2、和適宜風(fēng)電并網(wǎng)等優(yōu)勢，具有良好的應(yīng)用前景。論文就三極柔性直流輸電的拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略展開了研究。
　　論文第二章首先分析了三極柔性直流輸電的基本原理和影響增容效果的關(guān)鍵因素，進而對電流調(diào)制策略展開了分析，然后以直流故障穿越和直流電壓極性反轉(zhuǎn)能力為重點研究了適用于三極柔性直流的模塊化多電平換流器子模塊拓撲結(jié)構(gòu)，得出三電平子模塊、雙箝位子模塊、全橋子模塊和五電平子模塊均具有直流故障電流自清除能力，但全橋子模塊和五電平子模塊還具有輸出負

3、電平能力的結(jié)論。
　　論文第三章研究重點為對稱型三極柔性直流輸電，首先分析了其運行方式、功率交換機理和優(yōu)缺點，得出對稱型三極柔性直流輸電高冗余度有利于提高交流系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性但換流器利用率低的結(jié)論。為了減小傳輸有功功率和交流母線電壓波動，分析了適用于采用架空線路的三極柔性直流輸電的優(yōu)化電流調(diào)制策略。針對采用電纜線路的三極柔性直流輸電，提出了電壓電流調(diào)制策略，計算了傳輸最大功率時的各極電流指令值，并在此基礎(chǔ)上，提出了優(yōu)化的電壓電流調(diào)

4、制策略;再者，分析了對稱型三極柔性輸電的dq解耦控制;針對各極換流器同時定交流電壓控制無法合理分配各換流器輸出無功功率的問題，提出了無功功率協(xié)調(diào)控制策略;在借鑒柔性直流輸電的基礎(chǔ)上，改進了三極柔性直流輸電的限流方式和閥級控制策略;此后提出了五極直流輸電，得出五極直流輸電采用電流調(diào)制策略時傳輸?shù)挠泄β时热龢O直流輸電和雙極直流輸電獨立并列運行傳輸功率大的結(jié)論，進而提出了適用于2n+l極直流輸電的電流調(diào)制策略。最后在PSCAD/EMTDC軟

5、件上搭建相應(yīng)的模型，驗證了三極柔性直流輸電拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略的有效性。
　　為了克服對稱型三極柔性直流輸電換流器利用率低的缺點，論文第四章研究了新型三極柔性直流輸電。首先分析了基于直流潮流控制器的三極柔性直流輸電技術(shù)通用拓撲結(jié)構(gòu)和接地方式，而后就兩種具體的拓撲結(jié)構(gòu)——基于電阻分流和基于電力電子潮流控制器的三極柔性直流輸電展開了分析;鑒于直流潮流控制器技術(shù)不成熟，進而提出了無需直流潮流控制器的非對稱型三極柔性直流輸電技術(shù)，并在PSC