《模組化多電平換流器直流輸電建模技術》是2017年中國電力出版社出版的書籍。
基本介紹
- 中文名：模組化多電平換流器直流輸電建模技術
- 作者：趙成勇,許建中,李探
- 出版社：中國電力出版社
- 頁數：220 頁
- ISBN：9787512396098
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《模組化多電平換流器直流輸電建模技術》為國網基金項目《柔性直流輸電建模與仿真技術》的姊妹篇，《柔性直流輸電建模與仿真技術》側重於兩電平、三電平柔性直流輸電的建模與仿真，本書側重於介紹當前柔直輸電的主流技術——多電平（MMC）柔直輸電的理論與實驗研究成果。本書針對MMC型柔性輸電建模、仿真和物理實驗進行重點闡述。主要內容包括MMC基本拓撲結構與控制策略，基於受控源、基於戴維南等效、基於平均值模型改進的三類MMC-HVDC高速仿真模型與其建模方法，MMC機電暫態仿真建模，MMC換流器穩定性分析解析模型，MMC納秒級開關暫態建模，RT-Lab中MMC的仿真建模，MMC-HVDC物理模擬系統的設計與實驗，具有工程套用前景的超大規模MMC電容電壓平衡最佳化算法等。|
圖書目錄
前言 |
第1章概述 1 |
1.1 MMC型柔性直流輸電系統的發展 1 |
1.2 本書擬解決MMC建模領域的問題 3 |
1.2.1 MMC-HVDC建模領域的研究現狀 4 |
1.2.2 本書擬解決的主要問題 5 |
1.3 本書的主要內容 6 |
參考文獻 7 |
第2章 MMC拓撲及基本控制方法 11 |
2.1 MMC拓撲 11 |
2.2 MMC子模組拓撲和直流故障阻斷能力評價指標 12 |
2.2.1 MMC子模組拓撲 12 |
2.2.2 MMC直流故障阻斷能力評價指標 18 |
2.3 MMC基本控制策略 20 |
2.3.1 基於d-q旋轉坐標系的MMC控制系統模型 20 |
2.3.2 基於d-q旋轉坐標系的解耦控制器設計 22 |
2.4 調製和電容電壓均衡控制策略 23 |
2.4.1 最近電平逼近控制 24 |
2.4.2 載波移相正弦脈寬調製 25 |
2.5 相間環流抑制策略 26 |
2.5.1 MMC的相間環流 26 |
2.5.2 MMC相間環流抑制策略 27 |
2.6 本章小結 30 |
參考文獻 30 |
第3章超大規模MMC電容電壓平衡最佳化算法 32 |
3.1 基於質因子分解法的高效分組方法 32 |
3.1.1 分組排序的基本方法 32 |
3.1.2 多層分組 34 |
3.1.3 質因子分解法分組形式 35 |
3.1.4 最優質因子分組形式 36 |
3.1.5 各排序方法排序次數比較 38 |
3.2 希爾排序方法 38 |
3.2.1 希爾排序方法原理 39 |
3.2.2 希爾排序方法分組步長的選取 40 |
3.3 基於質因子分組和希爾排序的高效均壓算法 42 |
3.3.1 高效均壓算法原理 42 |
3.3.2 降頻方法在高效分組排序算法中的套用 42 |
3.4 仿真驗證 42 |
3.5 本章小結 44 |
參考文獻 45 |
第4章考慮內部動態特性的MMC小信號模型 46 |
4.1 MMC的內部諧波特性 46 |
4.2 MMC詳細小信號建模 48 |
4.2.1 定義d-q變換矩陣 48 |
4.2.2 子模組電容電壓波動的動態描述 48 |
4.2.3 交流電流和直流電流的動態描述 50 |
4.2.4 二倍頻環流的動態特性 51 |
4.2.5 狀態空間方程的線性化 52 |
4.3.1 d-q解耦環流抑制控制器建模 53 |
4.3.2 PR環流抑制控制器的建模 54 |
4.3.3 硬體濾波器環流抑制的建模 55 |
4.4 外部控制系統建模及其與閥模型接口的實現 56 |
4.4.1 d-q解耦主控制器建模 56 |
4.4.2 鎖相環（PLL）的建模 58 |
4.4.3 控制系統的小信號模型 58 |
4.4.4 控制系統和閥模型的接口實現 58 |
4.5 模型驗證 59 |
4.5.1 詳細小信號模型的驗證 59 |
4.5.2 詳細小信號模型和簡化端模型的對比 62 |
4.6 本章小結 64 |
附錄 64 |
參考文獻 65 |
第5章基於小信號模型的MMC諧波穩定性分析 67 |
5.1 MMC-HVDC模態分析與內部諧波模態識別 67 |
5.2 MMC內部諧波穩定性分析 69 |
5.2.1 環流抑制策略對諧波穩定性的影響 69 |
5.2.2 橋臂電阻對諧波穩定性的影響 71 |
5.2.3 主控制器參數對諧波穩定性的影響 73 |
5.2.4 交流系統強度和PLL對諧波穩定性的影響 74 |
5.3 本章小結 75 |
參考文獻 76 |
第6章基於受控源的MMC通用建模方法 77 |
6.1 MMC通用模型的提出 77 |
6.2 MMC通用模型的理論證明 78 |
6.2.1 節點電壓分析法證明 79 |
6.2.2 節點拆分的理論推廣 81 |
6.3 MMC通用模型的驗證 84 |
6.3.1 測試系統介紹 85 |
6.3.2 模型精度驗證 85 |
6.3.3 模型加速比測試 87 |
6.3.4 401電平MMC-HVDC仿真研究 88 |
6.4 本章小結 90 |
參考文獻 90 |
第7章基於戴維南等效的MMC整體建模方法 91 |
7.1 經典戴維南等效模型 91 |
7.2 基於後退歐拉法的戴維南等效整體模型 93 |
7.2.1 採用理想開關器件 93 |
7.2.2 採用後退歐拉法離散化電容 94 |
7.2.3 採用新型高效排序均壓算法 94 |
7.2.4 基於後退歐拉法的戴維南等效整體模型的閉鎖實現方法 96 |
7.2.5 MMC整體建模方法的求解流程 97 |
7.3 基於梯形積分法的戴維南等效整體模型 99 |
7.4 三種等效模型精度驗證和加速比測試 100 |
7.4.1 測試系統介紹 100 |
7.4.2 模型加速比測試 102 |
7.5 基於後退歐拉法的全橋MMC戴維南等效整體模型 102 |
7.5.1 全橋子模組的伴隨電路 102 |
7.5.2 全橋MMC的仿真驗證 104 |
7.6 本章小結 105 |
參考文獻 105 |
第8章 MMC平均值模型在直流電網中的套用 106 |
8.1 MMC平均值模型 106 |
8.2 MMC平均值模型適用性分析 108 |
8.2.1 測試系統介紹 108 |
8.2.2 模型適用性分析 109 |
8.3 MMC平均值模型的改進 111 |
8.3.1 現有MMC平均值模型的缺陷 111 |
8.3.2 改進平均值模型 112 |
8.3.3 模型驗證 113 |
8.4 本章小結 116 |
參考文獻 116 |
第9章 RT-LAB中MMC換流器的仿真建模 117 |
9.1 RT-LAB仿真平台 117 |
9.1.1 RT-LAB仿真功能 117 |
9.1.2基於Simulink的RT-LAB仿真模組庫 118 |
9.1.3 RT-LAB I/O模組 123 |
9.2 RT-LAB仿真建模步驟 129 |
9.3基於OP5600的MMC-HVDC建模仿真 131 |
9.3.1 基於OP5600的MMC-HVDC建模 131 |
9.3.2 仿真分析 133 |
9.4基於OP7000的MMC-HVDC建模仿真 135 |
9.4.1基於OP7000的MMC-HVDC建模 135 |
9.4.2仿真分析 137 |
9. 5本章小結 138 |
參考文獻 138 |
第10章 MMC納秒級暫態建模 140 |
10.1 IGBT暫態建模 140 |
10.1.1 IGBT物理結構及特性 140 |
10.1.2 IGBT暫態模型原理 142 |
10.1.3 IGBT暫態模型參數提取 145 |
10.2 二極體的暫態建模 147 |
10.2.1 二極體物理結構及特性 147 |
10.2.2 二極體暫態模型原理 148 |
10.2.3 二極體暫態模型參數提取 149 |
10.3 IGBT模組熱學特性建模 149 |
10.3.1 平均損耗模組 149 |
10.3.2平均熱阻模組 152 |
10.3.3熱電耦合模組 154 |
10.4 IGBT及二極體模型的實現 155 |
10.4.1 IGBT模組開關過程分析 156 |
10.4.2 IGBT暫態模型仿真測試 157 |
10.4.3二極體暫態模型仿真測試 158 |
10.5 IGBT模組仿真測試電路 158 |
10.5.1 MMC半橋子模組仿真測試電路原理 160 |
10.5.2 MMC半橋子模組仿真測試 161 |
10.5.3 半橋MMC單相換流閥仿真測試 164 |
10.6本章小結 166 |
參考文獻 166 |
第11章 MMC-HVDC物理模擬系統設計與實驗 168 |
11.1 物理模擬系統主迴路 168 |
11.2 控制系統架構 174 |
11.2.1 信號採集調理系統 175 |
11.2.2 上位機監控系統 176 |
11.2.3 極控制和保護系統PCP 179 |
11.2.4 閥基控制器VBC 181 |
11.2.5 子模組控制器SMC 182 |
11.3 控制邏輯設計 184 |
11.3.1 系統運行狀態 184 |
11.3.2 各級通訊內容與協調控制策略 185 |
11.3.3 異步通訊設計 187 |
11.3.4 故障保護策略 189 |
11.4 子模組測試 191 |
11.4.1 子模組絕緣測試 191 |
11.4.2 子模組穩態測試 193 |
11.5 系統實驗 198 |
11.6 本章小結 201 |
參考文獻 201|
