mmc-hvdc系统电容电压平衡控制策略研究

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1、Ｘ分类号ＴＮ６２４学号１３１０３０１４４密级Ｘ’ｉａｎＳｈｉｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｙ全日制学术型硕±学位论文题目ＭＭＣ－ＨＶＤＣ系统．电容电压平衡控制策略硏究作者姓名孙元岗导师姓名、职称李宏教授（专业）名称电力电子与电力传动学科提交论文日期２０１６年５月２８日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成レ果。尽我所知！，除了文中特别加：＾标注和致谢中所罗列的内容ッ外，论文中不包含其他人己经发表或

2、撰写过的研究成果：也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。一申请学位论文与资料若有不实么处，本人承担切相关责任。－－论文作者签名：對心词日期：＾４Ｃ（学位论文使用授权的说明目：本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，Ｐ研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有任何方法发表、复制、公开阅览、借阅及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接。

3、相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油学大论签名：：文作日期Ｌ者心｛从ｉ：：导签日师名期－Ｍ？：（。论密，在权密）注如本文涉请使用授的说明中指出含解年限等中文摘要论文题目：MMC-HVDC系统电容电压平衡控制策略研究专业：电力电子与电力传动硕士生：孙元岗(签名)导师：李宏(签名)摘要基于模块化多电平换流器拓扑结构的柔性直流输电(ModularMultilevelConverter，MMC-HVDC)系统是在国际能源调整、新能源发电普及的大背景下应运而生的一种新型直流输电拓扑结构。该拓扑在减少开关损耗、容量升级、电磁兼

4、容、故障管理等方面具有其它多电平换流器所无法比拟的优势。围绕MMC控制系统开展相关研究是MMC能否工程化应用的必要条件之一，具有重要的现实意义。MMC各子模块直流侧电容相互独立。在实际运行中，因为模块参数、充放电时间以及损耗等差异易出现电容电压不平衡现象，如果不采取平衡控制措施，轻则导致输出电压波形畸变，影响装置的稳定工作，重则导致整个系统崩溃无法正常运行。为解决上述问题，本文首先建立了MMC-HVDC系统的数学模型，分析其基本工作原理。随后，开展MMC控制系统设计，分别从系统级控制和装置级控制两个方面入手，完成电压外环控制器和电流内环控制

5、器的设计。通过进一步分析传统MMC子模块均压策略中存在的一些问题和不足，提出了一种基于模型预测方法的直流侧均压控制策略，在优先考虑交流侧电流控制效果的同时，引入环流抑制措施。同时为了进一步平衡子模块电容电压，缓解处理器压力，给子模块电压分配优先级，结合系统充放电状态进行脉冲的再分配，并通过仿真验证了所提控制策略的优越性和有效性。最后，以一套20kVA的MMC-HVDC实验装置为平台，在TMS320F28335控制芯片中完成了相关实验程序的编写，并开展了实验电路的初步验证工作，实验结果进一步证实了所设计控制器的可行性。关键词：MMCHVDC环

6、流抑制子模块均压模型预测论文类型：应用研究（本文得到国家自然科学基金51507138的资助）II英文摘要Subject：ResearchonthecapacitorvoltagebalancingcontrolstrategyoftheMMC-HVDCSpeciality：PowerelectronicsandpowertransmissionName：SunYuangang(signature)Instructor：LiHong(signature)ABSTRACTTheflexibleHVDCsystembasedonModularMu

7、ltilevelConverter(MMC-HVDC)topologyisanewHVDCtopology,whichisgeneratedinthebackgroundoftheinternationalenergyadjustmentandthewidespreadapplicationofnewenergypowergeneration.Comparedwithothermulti-levelinverter,thetopologyhasmanyincomparableadvantagesinreducingswitchingloss

8、es,capacityupgrades,electromagneticcompatibility,faultmanagementetc.FocusedontheMMCcontro