MMC-HVDC物理動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，基于模塊化多電平換流器（Modular Multilevel Converter，MMC）的高壓直流輸電（High Voltage Direct Current，HVDC）因其輸出波形諧波含量低、響應(yīng)速度快和模塊化水平高等優(yōu)勢(shì)，在大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)以及孤島供電等領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注與應(yīng)用。為了保證MMC-HVDC系統(tǒng)各個(gè)元件參數(shù)和設(shè)計(jì)的控制策略的可行性與有效性，需要進(jìn)行不同工況下的各種試驗(yàn)。由于其控制系統(tǒng)復(fù)雜、換流器含有大量電力電

2、子器件，采用數(shù)字仿真無(wú)法反映其動(dòng)態(tài)特性。通過(guò)物理動(dòng)態(tài)仿真能夠?qū)Q流器控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行仿真測(cè)試，詳細(xì)反映各種運(yùn)行狀態(tài)下?lián)Q流器中功率器件、電容器、橋臂電抗器的動(dòng)態(tài)特性。本文對(duì)物理動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)的等效原則、系統(tǒng)構(gòu)建方法、硬件電路設(shè)計(jì)及相關(guān)控制策略開(kāi)展研究。
　　分析了MMC換流器的基本工作原理，對(duì)換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和解耦控制方法進(jìn)行了研究，并對(duì)其運(yùn)行控制和換流器調(diào)制方法進(jìn)行了分析，包括預(yù)充電控制策略、最近電平逼近調(diào)制策略和子模

3、塊電容均壓控制策略，為物理動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)構(gòu)建提供基礎(chǔ)。
　　開(kāi)展MMC-HVDC物理動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)，構(gòu)建了物理動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)的總體構(gòu)架，包括一次系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)；對(duì)模擬換流閥子模塊等效方法和元器件選擇方法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了子模塊和控制器硬件電路；對(duì)系統(tǒng)的部分控制軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出了提高系統(tǒng)控制器性能的三相鎖相環(huán)控制算法，提出了基于FPGA通信的提高數(shù)據(jù)傳輸效率的控制板間數(shù)據(jù)傳輸方法。
　　在所建立的M