柔性直流输电基本控制原理[优质ppt]
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柔性直流输电基本控制原理参考资料35页PPT
45、自己的饭量自己知道。——苏联
柔性直流输电基本控制原理参考资料
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
41、学问是异常珍贵的东西，Fra bibliotek任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
柔性直流输电基本控制原理参考资料
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
41、学问是异常珍贵的东西，Fra bibliotek任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
柔性直流输电
* Vc* V ' kp (I* I ) k ( I c c i c I c )dt
V ' Vs Rc I c js Lc I c
向无源网络供电时，无PLL，θs可由控制器决定
-33电力工程系
3.2 VSC-HVDC的控制策略
VSC-HVDC 功率外环控制
• 定直流电压控制
– 基于电压源换流器的高压直流输电技术（ VSC-HVDC）
-11电力工程系
1.2 不同输电方式的对比
-12-
电力工程系
1.2 不同输电方式的对比
LCC-HVDC VSC-HVDC
采用晶闸管，相当于电流源，直流电流单向流 采用 IGBT （反并联二极管），相当于电压源，直 通。 流电流可双向流通。 电网换相，需要较强交流系统支撑，否则存在 自换相，可以给无源网络供电。 换相失败的危险。 控制有功时，无功也随之变化，吸收 40%-60% 可以同时相互独立的控制有功和无功，可以吸收/ 的无功，不能独立控制有功和无功。 发出无功，可四象限运行。 含有大量低次谐波，需大量滤波器及无功补偿 不需无功补偿装置，只需少量高次谐波滤波器， 装置，占地面积大。 占地面积小，约为相同容量传统直流的20%。 使用架空线路、电缆或二者结合。 目前商用化工程使用电缆（有利于降低直流线路 故障率，减小高次谐波对通信影响）。
2.2 VSC-HVDC的基本原理
• VSC的有功与无功：
P U s U c sin Xc
Q U s U s U c cos Xc
• 通过调节δ角可以控制VSC传输有功的大小和方向：
– 当δ＜0时，运行于整流状态，从交流电网吸收有功； – 当δ＞0时，运行于逆变状态，向交流电网发出有功。
V ' Vs Rc I c js Lc I c
向无源网络供电时，无PLL，θs可由控制器决定
-33电力工程系
3.2 VSC-HVDC的控制策略
VSC-HVDC 功率外环控制
• 定直流电压控制
– 基于电压源换流器的高压直流输电技术（ VSC-HVDC）
-11电力工程系
1.2 不同输电方式的对比
-12-
电力工程系
1.2 不同输电方式的对比
LCC-HVDC VSC-HVDC
采用晶闸管，相当于电流源，直流电流单向流 采用 IGBT （反并联二极管），相当于电压源，直 通。 流电流可双向流通。 电网换相，需要较强交流系统支撑，否则存在 自换相，可以给无源网络供电。 换相失败的危险。 控制有功时，无功也随之变化，吸收 40%-60% 可以同时相互独立的控制有功和无功，可以吸收/ 的无功，不能独立控制有功和无功。 发出无功，可四象限运行。 含有大量低次谐波，需大量滤波器及无功补偿 不需无功补偿装置，只需少量高次谐波滤波器， 装置，占地面积大。 占地面积小，约为相同容量传统直流的20%。 使用架空线路、电缆或二者结合。 目前商用化工程使用电缆（有利于降低直流线路 故障率，减小高次谐波对通信影响）。
2.2 VSC-HVDC的基本原理
• VSC的有功与无功：
P U s U c sin Xc
Q U s U s U c cos Xc
• 通过调节δ角可以控制VSC传输有功的大小和方向：
– 当δ＜0时，运行于整流状态，从交流电网吸收有功； – 当δ＞0时，运行于逆变状态，向交流电网发出有功。
柔性直流输电基本控制原理
详细描述
暂态稳定性分析是评估柔性直流输电系统在故障或其他大的扰动情况下的性能的重要手段。通过模拟 系统在各种故障情况下的响应，可以了解系统的暂态行为和稳定性，为控制策略的制定提供依据。
运行稳定性分析
总结词
运行稳定性分析是研究系统在正常运行 条件下的动态性能，通过仿真和实验等 方法，分析系统的运行稳定性和控制性 能。
促进可再生能源的接入
柔性直流输电能够更好地接入可再生能源，有助于实现能源 的可持续发展。
02
柔性直流输电系统概述
柔性直流输电系统的基本结构
换流阀
换流阀是柔性直流输电系统的核心部件，负责 实现直流电的转换和传输从一端传 输到另一端。
滤波器
滤波器用于滤除谐波和噪声，保证传输电能的 纯净。
柔性直流输电基本控制原理
$number {01}
目 录
• 引言 • 柔性直流输电系统概述 • 柔性直流输电系统的控制策略 • 柔性直流输电系统的稳定性分析 • 柔性直流输电系统的保护与控制
一体化 • 柔性直流输电系统的应用与发展
趋势
01 引言
背景介绍
传统直流输电的局限性
传统直流输电在电压源换流器（VSC） 控制策略上存在局限，难以满足现代 电力系统的需求。
3
保护和控制设备之间的通信应具有高可靠性和实 时性，以确保快速响应和准确控制。
保护与控制一体化的优点与挑战
优点
保护和控制一体化可以提高系统的快速响应 能力和稳定性，减少故障对系统的影响，降 低维护成本和停机时间。
挑战
保护和控制一体化需要解决多种技术难题， 如传感器精度、数据处理速度、通信可靠性 和实时性等，同时也需要加强相关标准和规 范的建设和完善。
柔性直流输电系统的未来展望
暂态稳定性分析是评估柔性直流输电系统在故障或其他大的扰动情况下的性能的重要手段。通过模拟 系统在各种故障情况下的响应，可以了解系统的暂态行为和稳定性，为控制策略的制定提供依据。
运行稳定性分析
总结词
运行稳定性分析是研究系统在正常运行 条件下的动态性能，通过仿真和实验等 方法，分析系统的运行稳定性和控制性 能。
促进可再生能源的接入
柔性直流输电能够更好地接入可再生能源，有助于实现能源 的可持续发展。
02
柔性直流输电系统概述
柔性直流输电系统的基本结构
换流阀
换流阀是柔性直流输电系统的核心部件，负责 实现直流电的转换和传输从一端传 输到另一端。
滤波器
滤波器用于滤除谐波和噪声，保证传输电能的 纯净。
柔性直流输电基本控制原理
$number {01}
目 录
• 引言 • 柔性直流输电系统概述 • 柔性直流输电系统的控制策略 • 柔性直流输电系统的稳定性分析 • 柔性直流输电系统的保护与控制
一体化 • 柔性直流输电系统的应用与发展
趋势
01 引言
背景介绍
传统直流输电的局限性
传统直流输电在电压源换流器（VSC） 控制策略上存在局限，难以满足现代 电力系统的需求。
3
保护和控制设备之间的通信应具有高可靠性和实 时性，以确保快速响应和准确控制。
保护与控制一体化的优点与挑战
优点
保护和控制一体化可以提高系统的快速响应 能力和稳定性，减少故障对系统的影响，降 低维护成本和停机时间。
挑战
保护和控制一体化需要解决多种技术难题， 如传感器精度、数据处理速度、通信可靠性 和实时性等，同时也需要加强相关标准和规 范的建设和完善。
柔性直流输电系统的未来展望
柔性输电技术
柔性输电之直流输电内容简介轻型直流输电技术是20世纪90年代开始发展的一种新型直流输电技术，核心是采用以全控型器件（如GTO和IGBT等）组成的电压源换流器（VSC）进行换流。
这种换流器功能强、体积小，可减少换流站的设备、简化换流站的结构，故称之为轻型直流输电，其系统原理如图2-1所示。
图2.1 柔性直流输电系统原理示意图其中两个电压源换流器VSC1和VSC2分别用作整流器和逆变器，主要部件包括全控换流桥、直流侧电容器；全控换流桥的每个桥臂均由多个绝缘栅双极晶体管IGBT或门极可关断晶体管GTO等可关断器件组成，可以满足一定技术条件下的容量需求；直流侧电容为换流器提供电压支撑，直流电压的稳定是整个换流器可靠工作的保证；交流侧换流变压器和换流电抗器起到VSC与交流系统间能量交换纽带和滤波作用；交流侧滤波器的作用是滤除交流侧谐波。
由于柔性直流输电一般采用地下或海底电缆，对周围环境产生的影响很小。
1引言随着科学技术的发展，到目前为止，电力传输经历了直流、交流和交直流混合输电三个阶段。
早期的输电工程是从直流输电系统开始的，但是由于不能直接给直流电升压，使得输电距离受到较大的限制，不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求。
19世纪80年代末发明了三相交流发电机和变压器，交流输电就普遍地代替了直流输电，并得到迅速发展，逐渐形成现代交流电网的雏形。
大功率换流器的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍，因此直流输电重新受到人们的重视。
直流输电相比交流输电在某些方面具有一定优势，自从20世纪50年代联接哥特兰岛与瑞典大陆之间的世界第一条高压直流输电（HVDC）线路建成以来，HVDC在很多工程实践中得到了广泛的应用，如远距离大功率输电、海底电缆输电、两个交流系统之间的非同步联络等等。
目前，国内已有多个大区之间通过直流输电系统实现非同步联网：未来几年，南方电网将建成世界上最大的多馈入直流系统；东北电网也有多条直流输电线路正在建设或纳入规划。
柔性直流输电技术PPT课件
17
大功率开关器件的分类
大功率开关器件
晶闸管类
晶体管类
发射极关断晶闸管
GTO
ETO IGCT
可关断晶闸管 集成门极换相晶闸管
模块式IGBT
绝缘栅双极晶体管
压接式IGBT (IEGT)
电网设备主要采用3300V及以上等级的高压IGBT(HV IGBT1)8
晶闸管(Thyristor)
晶体管类(Transistor)
电压
集电极和发射 极电压
实际关断和导通波形
16
功率器件的发展
半控器件
• 开通可控 • 关断不可控
全控器件
• 开通可控 • 关断可控
IGBT/IEGT
Thyristor
GTO
IGCT
ETO
• 由半控型到全控型
• 电压、电流等级逐渐提高(几kV/几kA)
• 开关速度由低到高（50/60Hz 到几kHz)
电压已达±800kV以上， 传输功率6400MW，适 合大系统间大规模功率 传输，适合能源的优化 配置
结构紧凑、功率密度高， 换流站面积约小40%
同等容量下，设计相对 简单、主要设备在工厂 生产、现场安装和维护 较为简单
能为弱系统、无源网络 供电，如岛屿供电、海 上油气平台供电、风电 联网等。
故障后处于短路状态
结构上易于串联
散热性能好
封装难度大
供应商少
• 压接式封装可靠性更高
两种封装模式均有柔直应用 • ABB工程全部采用 StatkPak • 西门子 Transbay工程用PMI
可实现黑启动
9
VSC-HVDC
工程应用比较
节 约
空 间
LCC-HVDC
直流输电原理 PPT
可控硅正常关断的条件：
1.电流减小过零；
2.阀电压持续一段时间为零 或为负。
可控硅级结构
均压 回路
阻尼回路 可控硅 可控硅 控制单元
换流基本单元（6脉动换流桥）
共阴极
共阳极
桥臂
6脉换流阀触发电压
换相电压-----整流侧
整流侧阀电压、触发角α
交流侧 线电压
—— 换流阀 —— 换流变压器 —— 平波电抗器 —— 交流滤波器 —— 直流滤波器
—— 直流场设备 —— 直流控制保护系统 —— 接地极
直流输电基本原理——换流原理
要解决以下几个问题： • 换流是什么意思？ • 换相是什么意思？ • 直流系统如何将电能从一端送到另一端？
要掌握以下几个概念： • 阀电压、换相电压、直流电压 • 整流、逆变 • 触发角、换相角、熄弧角
逆变器直流电压波形示意
逆 变 侧 直 流 电 压 波 形
逆变侧阀电压
双端直流系统换流阀接线情况
双端直流系统运行时，双端换流阀连接不是同 极性相连。根据可控硅单向导通的特性，同极性相 连将无法形成通路。
直流系统主回路
双端直流系统运行时，整流器作为电源侧, 逆变器作为负荷侧。
整流器点火角的影响
换相基本概念小结
• 可控硅的基本特性； • 换流阀电压； • 直流电压的建立； • 两端换流器形成的直流电流回路。
UA UB UC
M+ N-
阀1向阀3换相过程中， 直流M端电压变化情况
换相过程的直流电压
C
A
B
C
A
B
相
电
压
整
（UA+UB）/2 直
流
CB AB AC BC BA CA CB AB AC BC 流 电
1.电流减小过零；
2.阀电压持续一段时间为零 或为负。
可控硅级结构
均压 回路
阻尼回路 可控硅 可控硅 控制单元
换流基本单元（6脉动换流桥）
共阴极
共阳极
桥臂
6脉换流阀触发电压
换相电压-----整流侧
整流侧阀电压、触发角α
交流侧 线电压
—— 换流阀 —— 换流变压器 —— 平波电抗器 —— 交流滤波器 —— 直流滤波器
—— 直流场设备 —— 直流控制保护系统 —— 接地极
直流输电基本原理——换流原理
要解决以下几个问题： • 换流是什么意思？ • 换相是什么意思？ • 直流系统如何将电能从一端送到另一端？
要掌握以下几个概念： • 阀电压、换相电压、直流电压 • 整流、逆变 • 触发角、换相角、熄弧角
逆变器直流电压波形示意
逆 变 侧 直 流 电 压 波 形
逆变侧阀电压
双端直流系统换流阀接线情况
双端直流系统运行时，双端换流阀连接不是同 极性相连。根据可控硅单向导通的特性，同极性相 连将无法形成通路。
直流系统主回路
双端直流系统运行时，整流器作为电源侧, 逆变器作为负荷侧。
整流器点火角的影响
换相基本概念小结
• 可控硅的基本特性； • 换流阀电压； • 直流电压的建立； • 两端换流器形成的直流电流回路。
UA UB UC
M+ N-
阀1向阀3换相过程中， 直流M端电压变化情况
换相过程的直流电压
C
A
B
C
A
B
相
电
压
整
（UA+UB）/2 直
流
CB AB AC BC BA CA CB AB AC BC 流 电
直流电机原理及控制PPT课件
Ts max
1 mf
(1-13)
式中 f — 交流电流频率（Hz）； m — 一周内整流电压的脉冲波数。
Ts 值的选取
在一般情况下，可取其统计平均值 Ts = Tsmax /2， 并认为是常数。
也可按最严重的情况考虑，取Ts = Tsmax 。
各种整流电路的失控时间（f =50Hz）
整流电路形式 单相半波
图1-15 晶闸管触发与整流装置动态结构框图
1.3 直流脉宽调速系统的主要问题
自从全控型电力电子器件问世以后， 就出现了采用脉冲宽度调制（PWM）的高 频开关控制方式形成的脉宽调制变换器直流电动机调速系统，简称直流脉宽调 速系统，即直流PWM调速系统。
1.3.1 PWM变换器的工作状态和电压、 电流波形
ud0为整流电压理 想空载瞬时值 。
R
+
Id
ud0
_
L
+
E
_
图1-7 V-M系统主电路的等效电路图
• 瞬时电压平衡方程
ud0
E
id R
L
did dt
式中
E — 电动机反电动势（V）；
id — 整流电流瞬时值（A）； L — 主电路总电感（H）；
R — 主电路等效电阻（）， R = Rrec + Ra + RL。
进行直流调速系统分析或设计时，须 事先求出这个环节的放大系数和传递函 数。
• 晶闸管触发和整流装置的放大系数的计算
晶闸管触发和整流 装置的放大系数
Ks
U d U c
(1-12)
如果不可能实测特性，
只好根据装置的参数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
估算。
图1-13 晶闸管触发与整流装置的输 入-输出特性和的测定
柔性直流输电技术PPT课件
运行性能比较
高压直流输电（LCC-HVDC）
柔性直流输电（VSC-HVDC）
换流器产生谐波量大， 噪音较大，需要配备交 流滤波器
需要无功补偿，最大 约为50%输送容量
换流站滤波器小组投 切过程较慢，且引起电 压波动
电网换相，需要交流 系统提供足够的短路容 量。
脉宽调制使换流器谐波 大大降低，只需要容量 约为10～20%的高通滤 波器
• 变压器损耗大，占地大，逐渐淘汰
• 通过功率模块串联，实现多电平换 流器结构
• 成为电网应用的主流 31
➢ 器件串联
ABB公司的两电平换流器的串联IGBT阀，HVDC Light/SVC Light
基于ABB公司StakPakTM IGBT器件，器件不单独 出售
...
引自ABB参考资料
32
➢ 器件串联
换流站无需无功补偿， 且可为交流系统提供紧 急无功支援
无功调节平滑、快速
换流器完成自换相，无 需电网提供换相帮助， 对短路容量没有要求。
8
工程应用比较
高压直流输电（LCC-HVDC）
柔性直流输电（VSC-HVDC）
换流站占地面积大， 辅助设备较多
同等容量下，设计较 为复杂、建设工期长、 运行维护投入较大
4）美国ETO
22
SCFM-短路失效模式
SCFM（Short-Circuit Failure Mode)
器件发生失效后器件处于短路 模式，并能够继续安全流过工 作电流，直至装置检修时更换
ABB StakPakTM IGBT在 SCFM方面的技术资料公开 比较充分，东芝IEGT也有 相关试验数据
故障后处于短路状态
结构上易于串联
散热性能好
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超高压输电公司
柔性直流输电系统的基
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学习时长：60分钟
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.
超高压输电公司
课程内容目录
1 abc坐标系下MMC的数学模型 2 坐标系的变换 3 dq坐标系下的数学模型
4
瞬时无功理论
三相abc坐标下数学模型
L
c
d ia dt
R ia
u conv_a
usa
L
c
d ib dt
R ib
u conv_b
usb
L
c
d ic dt
R ic
u conv_c
usc
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
dia
dt
SM 1
Ud
2
uan
SM 2
……
SM N
- ian
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
Ud (napnan)E
Usa-LcddaitpnaE p U2d Usa-Lcddait n-naE n -U2d
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
Id
iap
SM 1
uap
SM 2
Usa-LcddaitpnaE p U2d
Id
iap
ibp
icp
SM 1
SM 1
SM 1
ubrg_ap
SM 2
SM 2
SM 2
usa usb n usc
…… …… ……
Ud
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SM N
SM N
SM N
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Lc
Lc
Lc
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Lc
Lc
Lc
ubrg_an
SM 1 SM 2
SM 1 SM 2
SM 1 Ud 2
SM 2
… … … … ……
SM N ian
abc/αβ0坐标变换
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
i i
2
1
3 0
1 2 3 2
1 2 3 2
ia ib ic
ia
i
b
ic
1
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1 2
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1 2
0 3 2 3 2
scionscsoisniiq dss
3 2cco o ss c1 1((o2 2))s0 0 sssiii n n n ((1 12 2))0 0 iiq dss
Ud 2
Id
iap
SM 1
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SM 2
……
Ud
-
SM N
2
usa
ia Lc
n
0
Lc
SM 1
Ud
2
uan
SM 2
……
SM N
- ian
.
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MMC换流器控制策略
Usa-LcddaitpnaE p U2d
Id
iap
SM 1
uap
SM 2
……
Ud
-
SM N
2
usa
ia Lc
n
0
Lc
5 鲁西站单元控制
下臂电流
上
桥
uap
臂
- 交流侧电流
usa
ia
n
iap SM 1
SM 2 ……
SM N Lc
Lc
桥臂电
SM 1
下 抗器
桥
uan
SM 2
臂
……
SM N
- 上桥臂电流
ian
.
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MMC换流器控制策略
Id
直流侧电流
直流侧电压Ud
Ud 2
Ud (napnan)E
0
直流侧虚拟中点
dia
dt
R/ L
dib dt
0
dic
0
0 R/ L
0
0 0 R/
ia ib Lic
1 Lc
uuccoonnvv__ab uconv_c
uussab usc 源自 dt abc坐标系变dq坐标系
0
3
i
2
i
3 2
αβ0/dq0坐标变换
.
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MMC换流器控制策略
iissscions
sinids cos iqs
abc/dq0坐标变换
.
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MMC换流器控制策略
iA iB iC
abc/αβ0坐标变换
.
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MMC换流器控制策略
αβ0坐标系是一个两相坐标系，其中α轴与a相绕 组轴线重合，β轴超前α轴90°电角，0序则是一个 孤立的系统。
abc/αβ0坐标变换
.
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MMC换流器控制策略
N2is N3iAN3iBco2s3N3iCco4s3 N2is 0N3iBsin23N3iCsin43 i0N N2 3(KAiKBiKCi)
SM N ibn
SM N icn
.
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MMC换流器控制策略
Lc 2
d ia dt
SaE
u sa
Lc 2
d ib dt
SbE
u sb
Lc 2
d ic dt
S cE
u sc
S
a
1 2
(n an
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S
b
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(n bn
n bp )
S
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(n cn
n cp )
.
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MMC换流器控制策略
MMC 在三相abc 坐标系下，通过控制换流器的 三相输出电压，即可以实现换流器三相输出电流 的控制，从而实现有功/无功功率控制。
在三相a,b,c 坐标系下的各个电气量均为时变 交流量，并且不利于直观的得到有功分量或者无 功分量。需要进行坐标系的转换。
R/ L
dib dt
0
dic
0
0 R/ L
0
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ia ib Lic
1 Lc
uuccoonnvv__ba uconv_c
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MMC换流器控制策略
+
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Ud
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Usa-Lcddait n-naE n -U2d
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Ud
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2
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L
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Rid
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拉普拉斯变换
R R ss L L iq id ss L L iq id ss u u co co n n v _ v _ d q ss u u sd sq ss
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1 abc坐标系下MMC的数学模型 2 坐标系的变换 3 dq坐标系下的数学模型
4
瞬时无功理论
三相abc坐标下数学模型
L
c
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R ia
u conv_a
usa
L
c
d ib dt
R ib
u conv_b
usb
L
c
d ic dt
R ic
u conv_c
usc
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
dia
dt
SM 1
Ud
2
uan
SM 2
……
SM N
- ian
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
Ud (napnan)E
Usa-LcddaitpnaE p U2d Usa-Lcddait n-naE n -U2d
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
Id
iap
SM 1
uap
SM 2
Usa-LcddaitpnaE p U2d
Id
iap
ibp
icp
SM 1
SM 1
SM 1
ubrg_ap
SM 2
SM 2
SM 2
usa usb n usc
…… …… ……
Ud
2
SM N
SM N
SM N
ia
ib
Lc
Lc
Lc
0
ic
Lc
Lc
Lc
ubrg_an
SM 1 SM 2
SM 1 SM 2
SM 1 Ud 2
SM 2
… … … … ……
SM N ian
abc/αβ0坐标变换
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
i i
2
1
3 0
1 2 3 2
1 2 3 2
ia ib ic
ia
i
b
ic
1
2 3
1 2
1 2
1 21 3 2
1 2
0 3 2 3 2
scionscsoisniiq dss
3 2cco o ss c1 1((o2 2))s0 0 sssiii n n n ((1 12 2))0 0 iiq dss
Ud 2
Id
iap
SM 1
uap
SM 2
……
Ud
-
SM N
2
usa
ia Lc
n
0
Lc
SM 1
Ud
2
uan
SM 2
……
SM N
- ian
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
Usa-LcddaitpnaE p U2d
Id
iap
SM 1
uap
SM 2
……
Ud
-
SM N
2
usa
ia Lc
n
0
Lc
5 鲁西站单元控制
下臂电流
上
桥
uap
臂
- 交流侧电流
usa
ia
n
iap SM 1
SM 2 ……
SM N Lc
Lc
桥臂电
SM 1
下 抗器
桥
uan
SM 2
臂
……
SM N
- 上桥臂电流
ian
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
Id
直流侧电流
直流侧电压Ud
Ud 2
Ud (napnan)E
0
直流侧虚拟中点
dia
dt
R/ L
dib dt
0
dic
0
0 R/ L
0
0 0 R/
ia ib Lic
1 Lc
uuccoonnvv__ab uconv_c
uussab usc 源自 dt abc坐标系变dq坐标系
0
3
i
2
i
3 2
αβ0/dq0坐标变换
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
iissscions
sinids cos iqs
abc/dq0坐标变换
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
iA iB iC
abc/αβ0坐标变换
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
αβ0坐标系是一个两相坐标系，其中α轴与a相绕 组轴线重合，β轴超前α轴90°电角，0序则是一个 孤立的系统。
abc/αβ0坐标变换
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
N2is N3iAN3iBco2s3N3iCco4s3 N2is 0N3iBsin23N3iCsin43 i0N N2 3(KAiKBiKCi)
SM N ibn
SM N icn
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
Lc 2
d ia dt
SaE
u sa
Lc 2
d ib dt
SbE
u sb
Lc 2
d ic dt
S cE
u sc
S
a
1 2
(n an
n ap )
S
b
1 2
(n bn
n bp )
S
c
1 2
(n cn
n cp )
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
MMC 在三相abc 坐标系下，通过控制换流器的 三相输出电压，即可以实现换流器三相输出电流 的控制，从而实现有功/无功功率控制。
在三相a,b,c 坐标系下的各个电气量均为时变 交流量，并且不利于直观的得到有功分量或者无 功分量。需要进行坐标系的转换。
R/ L
dib dt
0
dic
0
0 R/ L
0
0 0 R/
ia ib Lic
1 Lc
uuccoonnvv__ba uconv_c
usa usb
usc
dt
.
超高压输电公司
MMC换流器控制策略
+
……
Ud
-
SM N
2
usa
ia Lc
Usa-Lcddait n-naE n -U2d
n
0
Lc
SM 1
Ud
L 2 cd （ i a dn t i a） p-1 2 （ n an -n a） pEU s
2
uan
SM 2
……
ia iapian
SM N
- ian
L2cddait-1 2（ nan-na） pEUsa
L
did dt
Rid
Liq
uconv_d
usd
L
diq dt
Riq
Lid
uconv_q
usq
拉普拉斯变换
R R ss L L iq id ss L L iq id ss u u co co n n v _ v _ d q ss u u sd sq ss