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基于全桥MMC的柔性直流输电系统控制策略与故障隔离 基于全桥MMC的柔性直流输电系统控制策略与故障隔离 摘要:柔性直流输电(FlexibleDCTransmission,FDCT)系统已经成为高效、可靠的电力传输方式,并在可再生能源的集成和电力系统的改造中得到广泛应用。而全桥模块级换流器(ModularMultilevelConverter,MMC)是实现柔性直流输电的关键设备,具有灵活性高、谐波低和综合性能优良等优点。本文以全桥MMC为研究对象,探讨了其在柔性直流输电系统中的控制策略和故障隔离技术。 关键词:柔性直流输电系统、全桥MMC、控制策略、故障隔离 一、绪论 柔性直流输电系统已经成为电力系统中重要的一部分,其具有高效、灵活、低损耗等优点,在大规模可再生能源接入和电力系统的优化运行中具有广泛的应用前景。全桥MMC作为柔性直流输电系统的核心装置,可以提供高质量的电力输出,并能够适应电力系统的动态变化。 二、全桥MMC的控制策略 全桥MMC的控制策略包括功率平衡控制、电压调节控制和谐波抑制控制三个方面。 1.功率平衡控制 全桥MMC中的各个模块需要保持功率平衡,以达到系统的稳定运行。功率平衡控制的关键是对每个模块的电流进行准确控制,以保持各个模块的功率输出一致。可以采用能量补偿和直流侧电压控制相结合的方式实现功率平衡控制。 2.电压调节控制 全桥MMC中的电压调节控制是保持直流侧电压稳定的关键。电压调节控制可以采用传统的PID控制策略,也可以使用更高级的控制算法,如模型预测控制(ModelPredictiveControl,MPC)等。通过优化控制策略可以实现快速响应和较小的电压波动。 3.谐波抑制控制 全桥MMC中的谐波抑制控制是保证输出电压质量的关键。谐波抑制控制可以通过选择合适的PWM调制方式,或在MMC中引入谐波电流注入等方法来实现。谐波抑制控制可以减少谐波电流的注入,提高输出电压的质量。 三、全桥MMC的故障隔离技术 在柔性直流输电系统中,故障隔离技术是保障系统安全可靠运行的重要手段。全桥MMC故障隔离技术主要包括快速断路器和模块间电流控制两个方面。 1.快速断路器 快速断路器可以及时切断故障部分,保护系统的安全运行。快速断路器通常包括过电流保护、过压保护、过温保护等功能。故障发生时,快速断路器能够快速切断故障模块,防止故障扩散,并向控制系统报告故障信息,以便后续的故障处理。 2.模块间电流控制 全桥MMC的模块间电流控制是实现故障隔离的关键。通过对比各个模块的电流大小,可以准确判断故障模块,并将其与其他模块隔离。模块间电流控制可以采用传统的PID控制算法,或者使用模型预测控制等高级算法。通过优化控制策略,可以实现快速、准确的故障隔离。 四、结论 基于全桥MMC的柔性直流输电系统具有高效、灵活、可靠等优点,对于大规模可再生能源接入和电力系统的优化运行具有重要意义。全桥MMC的控制策略包括功率平衡控制、电压调节控制和谐波抑制控制三个方面,通过优化控制策略可以提高系统性能。全桥MMC的故障隔离技术包括快速断路器和模块间电流控制两个方面,可以及时切断故障部分,保证系统的安全可靠运行。 参考文献: [1]Li,H.;Zhang,Z.;Yang,B.;Yao,G.;Bai,H.;Chu,C.;Liu,F.Controlschemeofmodularmultilevelconvertersforoffshorewindpowergeneration.IETGener.Transm.Distrib.2010,4,1467–1477. [2]Yuan,H.;Wang,X.;Xing,X.;Yuan,Y.AnMMC-BasedHybridPowerFlowControllerforBothActiveandReactivePowerControl:ACompleteModelandtheVoltageControlStrategy.IEEETrans.SmartGrid2017,8,144–156. [3]Hu,Y.;Yu,Y.;Cao,L.Currentlevelcontrolstrategyforafull-bridgemodularmultilevelconverterconsideringnon-idealities.IETPowerElectron.2017,10,762–770.