模塊化多電平換流器建模及應(yīng)用

前言
主要物理量符號表
第1章 柔性直流換流器特點與應(yīng)用 1
1.1　電壓源型換流器的發(fā)展概述 2
1.2　模塊化多電平換流器的基本特點 3
1.3　模塊化多電平換流器工程應(yīng)用 5
第2章 模塊化多電平換流器的廣義穩(wěn)態(tài)分析模型 8
2.1　MMC電氣量間的耦合關(guān)系 8
2.2　MMC廣義穩(wěn)態(tài)分析模型 11
2.2.1 基本前提假設(shè) 11
2.2.2 廣義穩(wěn)態(tài)分析模型的構(gòu)建流程 12
2.2.3 基于廣義穩(wěn)態(tài)模型的分析方法 20
2.3　仿真驗證 21
2.3.1 廣義穩(wěn)態(tài)分析模型與傳統(tǒng)模型的比較 21
2.3.2 廣義穩(wěn)態(tài)分析模型的準確性驗證 24
第3章 模塊化多電平換流器的子模塊電容參數(shù)優(yōu)化 28
3.1　MMC子模塊電容電壓精細化計算方法 28
3.1.1 基于廣義穩(wěn)態(tài)模型的電容電壓計算方法 28
3.1.2 基于廣義穩(wěn)態(tài)模型的電容電壓簡化計算方法 29
3.2　傳統(tǒng)子模塊電容參數(shù)選取方法的問題 33
3.2.1 子模塊電容電壓直流分量影響 33
3.2.2 MMC運行域的影響 35
3.2.3 子模塊電容電壓紋波非對稱性 36
3.3　MMC子模塊電容參數(shù)優(yōu)選方法 37
3.3.1 子模塊電容參數(shù)優(yōu)選方法 37
3.3.2 子模塊電容參數(shù)選取算例 40
3.4　仿真驗證 43
第4章 模塊化多電平換流器過調(diào)制風(fēng)險評估 47
4.1　MMC過調(diào)制風(fēng)險概述 47
4.2　MMC調(diào)制比基本定義 48
4.2.1 兩電平換流器調(diào)制比定義 48
4.2.2 MMC調(diào)制比定義 49
4.3　基于調(diào)制比評估過調(diào)制風(fēng)險的誤差分析 49
4.3.1 MMC調(diào)制比精確表達式推導(dǎo) 50
4.3.2 傳統(tǒng)調(diào)制比評估過調(diào)制風(fēng)險存在問題及分析 52
4.3.3 算例研究 53
4.4　基于動態(tài)調(diào)制比的MMC過調(diào)制風(fēng)險評估方法 60
4.5　仿真驗證 62
4.5.1 基于CMR評估過調(diào)制風(fēng)險的誤差分析 62
4.5.2 基于DMR評估過調(diào)制風(fēng)險的精度驗證 65
第5章 基于橋臂直流參考量動態(tài)調(diào)控的模塊化多電平換流器優(yōu)化策略 69
5.1　MMC橋臂直流參考量動態(tài)調(diào)控策略概述 69
5.2　橋臂直流參考量動態(tài)調(diào)控對MMC的影響分析 70
5.2.1 橋臂直流參考量與電容電壓間的交互作用關(guān)系 70
5.2.2 MMC子模塊電容電壓計算方法 71
5.2.3 橋臂直流參考量動態(tài)調(diào)控的影響分析 75
5.3　基于橋臂直流參考量動態(tài)調(diào)控的MMC子模塊電容需求降低方法 77
5.3.1 降低子模塊電容需求的基本原理 77
5.3.2 子模塊電容需求降低的實現(xiàn)方法 80
5.4　仿真驗證 83
5.4.1 所提子模塊電容需求降低方法與傳統(tǒng)方法的比較 83
5.4.2 直流側(cè)和交流側(cè)電壓波動的影響 84
5.4.3 使用所提電容需求降低方法前后的電氣量波形 86
第6章 模塊化多電平換流器的預(yù)充電控制策略 89
6.1　MMC啟動策略概述 89
6.1.1 他勵式啟動策略 89
6.1.2 自勵式啟動策略 90
6.2　MMC預(yù)充電過程分析 91
6.3　MMC快速啟動預(yù)充電控制策略 92
6.3.1 MMC預(yù)充電等效電路 92
6.3.2 MMC預(yù)充電控制策略 94
6.3.3 應(yīng)用于不同子模塊拓撲的MMC預(yù)充電控制方法 100
6.4　仿真驗證 102
6.4.1 不同類型子模塊的預(yù)充電仿真 102
6.4.2 不同控制參數(shù)下半橋型子模塊預(yù)充電仿真 105
第7章 基于模塊化多電平拓撲的風(fēng)力發(fā)電能量變換系統(tǒng) 108
7.1　風(fēng)力發(fā)電能量變換系統(tǒng)概述 108
7.2　MMC型風(fēng)力發(fā)電能量變換系統(tǒng) 110
7.2.1 拓撲結(jié)構(gòu)與運行原理 110
7.2.2 運行控制策略 112
7.2.3 數(shù)學(xué)模型構(gòu)建方法 114
7.3　MMC型風(fēng)力發(fā)電能量變換系統(tǒng)的恒電容紋波控制策略 118
7.3.1 恒電容電壓紋波控制機理 118
7.3.2 循環(huán)電流二次諧波分量對子模塊電容電壓紋波的影響 120
7.3.3 環(huán)流注入的幅值和相角對子模塊電容電壓紋波的影響 122
7.4　仿真驗證 126
參考文獻 131