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含MMC的交直流系统建模与稳定性分析的开题报告
摘要：
交直流混联系统在现代电力系统中被广泛应用。其中，含有MMC（ModularMultilevelConverter）的交直流混联系统受到了广泛的关注。本文介绍了含MMC的交直流混合系统的建模方法和稳定性分析方法。首先介绍了MMC的结构和工作原理，然后针对含MMC的交直流混合系统建立了电路拓扑和控制策略模型。最后通过Matlab/Simulink仿真平台进行稳定性分析，得到了系统的稳态和动态特性，并提出了对系统稳态和动态特性的优化方法。
1.引言
随着电力系统的不断完善和电力需求的增长，交直流混联系统被广泛应用。其中含有MMC的交直流混合系统因其较高的电压和电流质量、高效的能量转换和模块化组态的优势，受到了广泛的关注。含MMC的交直流混合系统具有较为复杂的拓扑结构和控制策略，需要进行建模和稳定性分析。
本文将针对含MMC的交直流混合系统进行建模和稳定性分析。首先介绍MMC的结构和工作原理，然后建立含MMC的交直流混合系统的电路拓扑和控制策略模型。最后通过Matlab/Simulink仿真平台进行稳定性分析，得到了系统的稳态和动态特性，并提出了对系统稳态和动态特性的优化方法。
2.MMC的结构和工作原理
MMC是一种多电平换流器，由多个基本单元组成。每个基本单元由一个电感和两组半桥逆变器组成。图1为MMC基本单元示意图。
图1MMC基本单元示意图
MMC基本单元中，每个半桥逆变器由6个IGBT组成，可以输出5个电平。因此，一个MMC换流器中，每个电极可以输出多个电平，电压波形几乎可以呈线性。
MMC基本单元工作时，通过调整两组半桥逆变器的输出电压来实现电流的控制。图2为MMC基本单元等效电路图。
图2MMC基本单元等效电路图
其中，$L$、$C$、$R_1$和$R_2$分别表示电感、电容和电阻。控制电压$v_g$可以用来控制电流$i_g$，实现电流的控制。
3.含MMC的交直流混合系统建模
含MMC的交直流混合系统的电路拓扑如图3所示。
图3含MMC的交直流混合系统电路拓扑
交流侧采用MMC换流器，直流侧采用单相全桥整流器。为了实现P-Q控制，交流侧还需要添加一个PI电流控制回路。
控制策略如下：
1）交流侧电流控制策略
2）直流侧电压控制策略
其中，$v_{d-ref}$和$v_{q-ref}$分别表示直流侧的$d$轴电压和$q$轴电压的参考值。
含MMC的交直流混合系统的控制策略模型如图4所示。
图4含MMC的交直流混合系统控制策略模型
4.稳定性分析
通过Matlab/Simulink仿真平台，得到了含MMC的交直流混合系统的稳态和动态特性。如图5所示，系统的直流电压和交流电压均逐渐稳定。
图5含MMC的交直流混合系统稳态特性
同时，通过频率扫描法对系统的稳定性进行了分析。如图6所示，在0.1Hz附近存在一个极点，系统的稳定性较差，在此频率范围内应进行优化。
图6含MMC的交直流混合系统动态特性
5.结论与展望
本文介绍了含MMC的交直流混合系统的建模方法和稳定性分析方法。通过Matlab/Simulink仿真平台得到了系统的稳态和动态特性，并提出了对系统稳态和动态特性的优化方法。未来，可以通过优化控制策略和改进拓扑结构，进一步提高含MMC的交直流混合系统的性能。