模塊化多電平換流器建模及應(yīng)用

前言
主要物理量符號(hào)表
第1章 柔性直流換流器特點(diǎn)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(diǎn) 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(yàn)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(zhǔn)確性驗(yàn)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(xì)化計(jì)算方法 28
3.1.1 基于廣義穩(wěn)態(tài)模型的電容電壓計(jì)算方法 28
3.1.2 基于廣義穩(wěn)態(tài)模型的電容電壓簡(jiǎn)化計(jì)算方法 29
3.2　傳統(tǒng)子模塊電容參數(shù)選取方法的問(wèn)題 33
3.2.1 子模塊電容電壓直流分量影響 33
3.2.2 MMC運(yùn)行域的影響 35
3.2.3 子模塊電容電壓紋波非對(duì)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(yàn)證 43
第4章 模塊化多電平換流器過(guò)調(diào)制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 47
4.1　MMC過(guò)調(diào)制風(fēng)險(xiǎn)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(píng)估過(guò)調(diào)制風(fēng)險(xiǎn)的誤差分析 49
4.3.1 MMC調(diào)制比精確表達(dá)式推導(dǎo) 50
4.3.2 傳統(tǒng)調(diào)制比評(píng)估過(guò)調(diào)制風(fēng)險(xiǎn)存在問(wèn)題及分析 52
4.3.3 算例研究 53
4.4　基于動(dòng)態(tài)調(diào)制比的MMC過(guò)調(diào)制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法 60
4.5　仿真驗(yàn)證 62
4.5.1 基于CMR評(píng)估過(guò)調(diào)制風(fēng)險(xiǎn)的誤差分析 62
4.5.2 基于DMR評(píng)估過(guò)調(diào)制風(fēng)險(xiǎn)的精度驗(yàn)證 65
第5章 基于橋臂直流參考量動(dòng)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(dòng)態(tài)調(diào)控策略概述 69
5.2　橋臂直流參考量動(dòng)態(tài)調(diào)控對(duì)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(jì)算方法 71
5.2.3 橋臂直流參考量動(dòng)態(tài)調(diào)控的影響分析 75
5.3　基于橋臂直流參考量動(dòng)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(shí)現(xiàn)方法 80
5.4　仿真驗(yàn)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(dòng)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(dòng)策略概述 89
6.1.1 他勵(lì)式啟動(dòng)策略 89
6.1.2 自勵(lì)式啟動(dòng)策略 90
6.2　MMC預(yù)充電過(guò)程分析 91
6.3　MMC快速啟動(dòng)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?fù)涞腗MC預(yù)充電控制方法 100
6.4　仿真驗(yàn)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?fù)涞娘L(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?fù)浣Y(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理 110
7.2.2 運(yùn)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(jī)理 118
7.3.2 循環(huán)電流二次諧波分量對(duì)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(duì)子模塊電容電壓紋波的影響 122
7.4　仿真驗(yàn)證 126
參考文獻(xiàn) 131