模块化多电平直流变压器子模块电压平衡控制方法研究.docx

模块化多电平直流变压器子模块电压平衡控制方法研究
摘要
模块化多电平直流变压器（MMC-HVDC）系统是近年来新型电力转换技术的热点之一，其优越性能让人们对其寄予厚望。然而，在MMC-HVDC系统中，子模块间电压不平衡问题影响着系统的稳定性，且随着子模块数量的增加而愈加突出。因此，本文针对MMC-HVDC系统子模块间电压不平衡问题，提出一种电压平衡控制方法，以提高系统的稳定性和可靠性。
首先，本文从MMC-HVDC系统的结构入手，详细分析了子模块电压不平衡的原因和带来的影响。其次，本文针对不平衡问题提出了一种控制策略，即基于模制控制的电压平衡控制方法。该策略通过对每个子模块的电容特性及电流响应进行建模，确定了相应子模块的控制策略，并对不同子模块的控制策略进行协调，以实现整个MMC-HVDC系统的电压平衡。最后，本文通过MATLAB/Simulink仿真平台进行了仿真实验，验证了所提出的电压平衡控制方法的可行性和有效性。
本研究得出的结论是：基于模制控制的电压平衡控制方法可有效解决MMC-HVDC系统子模块间电压不平衡问题，提高系统的稳定性和可靠性。该方法对于实现MMC-HVDC系统在实际电力转换应用中的稳定性和可靠性具有重要的实用价值。
关键词:模块化多电平直流变压器、子模块电压平衡、控制策略、模制控制、稳定性、可靠性
Abstract
Modularmulti-levelDCtransformer(MMC-HVDC)systemisoneofthehotspotsofnewpowerconversiontechnologyinrecentyears.Itssuperiorperformancemakespeoplehavehighexpectationsofit.However,intheMMC-HVDCsystem,thevoltageimbalancebetweensub-modulesaffectsthestabilityofthesystem,andbecomesmoreprominentwiththeincreaseofthenumberofsub-modules.Therefore,thispaperproposesavoltagebalancecontrolmethodtoimprovethestabilityandreliabilityofthesystem.
Firstly,thispaperanalyzesthecausesandeffectsofvoltageimbalancebetweensub-modulesinMMC-HVDCsystemfromtheperspectiveofsystemstructure.Secondly,thispaperproposesacontrolstrategyfortheimbalanceproblem,namelyvoltagebalancecontrolmethodbasedonmodulationcontrol.Thisstrategydeterminesthecontrolstrategyofeachsub-modulebymodelingitscapacitancecharacteristicsandcurrentresponse,andcoordinatesthecontrolstrategiesofdifferentsub-modulestoachievethevoltagebalanceoftheentireMMC-HVDCsystem.Finally,thispaperverifiesthefeasibilityandeffectivenessoftheproposedvoltagebalancecontrolmethodthroughsimulationexperimentsonMATLAB/Simulinkplatform.
Theconclusionofthisresearchisthatthevoltagebalancecontrolmethodbasedonmodulationcontrolcaneffectivelysolvetheproblemofvoltageimbalancebetweensub-modulesinMMC-HVDCsystemandimprovethestabilityandreliabilityofthesystem.ThismethodhasimportantpracticalvalueforrealizingthestabilityandreliabilityofMMC-HVDCsysteminpracticalpowerconversionapplications.
Keywords:modularmult