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柔性直流输电子模块电压波动问题

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问题描述

关于子模块电压的波动,是不是波动区间越小越好啊?对于谐波成分有没有什么要求,或者说在保证波动区间一致的情况下,不同谐波成分对子模块有什么不同的影响吗?

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张海涛·80.00

2017-04-08提问

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基于 MMC 的柔性直流输电电容电压波动抑制方法 

蔡永梁1,任成林1,周竞宇1,岳 伟2,刘小勇2,张世超2,刘 林2 

(1.中国南方电网超高压输电公司,广东 广州 510620;2.梦网荣信科技集团股份有限公司,辽宁 鞍山 114051) 


摘要:经过分析模块化多电平换流器上下桥臂电流成分以及子模块电容电压波动特性,计算桥臂子模块电容 2 倍频电流,提出了一种抑制柔性直流输电电容电压波动的方法。该方法通过向桥臂中注入 2 倍频电流来抑制电容电压波动。设计了 2 倍频谐波注入控制器,通过控制桥臂中 2 倍频环流的大小来达到最优化减小子模块电容电压波动。通过 PSCAD 仿真比较了环流抑制为零和注入二次谐波情况下的电容电压波动大小,并对电容电压波动进行了谐波分析,验证了所提出方法的正确有效性。 


关键词:MMC;电容电压;波动抑制;2 次谐波注入 


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  奇点·110.00

2017-07-22回答

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  根据题主的问题,参考了一些文献和论文(在最后给出),根据题主的问题和个人理解做出回答,和题主一起学习下:

第1问:MMC-HVDC 虽然具有很多优势,但也存在固有的缺点。从MMC 主电路拓扑结构来看,其电容分散在每个子模块中,因此子模块电容电压波动会在桥臂中造成内部环流。电容电压波动和环流会增加器件选择的难度以及系统的损耗[1],因此都会希望抑制电压的波动。且电容电压波动会给开关器件带来额外的电压应力,威胁开关器件的安全,为此需要将电容电压波动限制在允许范围之内[3]。

第2问:电容电压波动范围一般不超过电容直流分量的10%[3]。目前在柔性直流输电工程中,应用前景最好的调制策略是最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation,NLM)[2]。文献[1]以 NLM为调制策略和快速排序电容电压平衡的控制方法来分析电容电压波动,得出电容电压波动包括基频,2倍频和3倍频分量(其中基频波动和 2 倍频波动是电容电压波动的主要成分)。基频分量和 3倍频分量上下桥臂电容电压波动相反,可以相互弱化。而2 倍频分量上下桥臂电容电压波动方向一致,因此可通过控制2倍频分量,最大化抑制电容电压波动,同时也可以减小电容电压基频波动幅值。而文献[3]也提出,在考虑电容电压波动对 MMC 的运行特性进行解析分析是非常复杂,但文中也通过仿真提到了电容电压波动可给 MMC 输出电压范围带来正影响的情况,具体参见文献[3]。

 

参考文献:[1] 蔡永梁, 任成林, 周竞宇,等. 基于MMC的柔性直流输电电容电压波动抑制方法[J]. 电力系统保护与控制, 2017(5).

[2] 胡鹏飞. 基于多电平换流器的柔性直流输电技术若干关键问题研究[D]. 浙江大学, 2015.

[3]杨文博, 宋强, 刘文华,等. 降低模块化多电平换流器子模块电容值的控制方法[J]. 电力系统自动化, 2015(16):86-94.

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  还不是Engineer的Pc·10.00

2017-04-12回答

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