MMC-HVDC物理動態(tài)模擬仿真系統(tǒng)設計.pdf

1、近年來，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、響應速度快和模塊化水平高等優(yōu)勢，在大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)以及孤島供電等領域得到廣泛關注與應用。為了保證MMC-HVDC系統(tǒng)各個元件參數(shù)和設計的控制策略的可行性與有效性，需要進行不同工況下的各種試驗。由于其控制系統(tǒng)復雜、換流器含有大量電力電

2、子器件，采用數(shù)字仿真無法反映其動態(tài)特性。通過物理動態(tài)仿真能夠對換流器控制系統(tǒng)的性能進行仿真測試，詳細反映各種運行狀態(tài)下?lián)Q流器中功率器件、電容器、橋臂電抗器的動態(tài)特性。本文對物理動態(tài)仿真系統(tǒng)的等效原則、系統(tǒng)構建方法、硬件電路設計及相關控制策略開展研究。
　　分析了MMC換流器的基本工作原理，對換流器拓撲結構、動態(tài)數(shù)學模型和解耦控制方法進行了研究，并對其運行控制和換流器調制方法進行了分析，包括預充電控制策略、最近電平逼近調制策略和子模

3、塊電容均壓控制策略，為物理動態(tài)仿真系統(tǒng)構建提供基礎。
　　開展MMC-HVDC物理動態(tài)模擬仿真系統(tǒng)設計，構建了物理動態(tài)仿真系統(tǒng)的總體構架，包括一次系統(tǒng)的總體設計和控制系統(tǒng)架構的設計；對模擬換流閥子模塊等效方法和元器件選擇方法進行了設計，并設計了子模塊和控制器硬件電路；對系統(tǒng)的部分控制軟件進行了設計，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