论文摘要
多端柔性直流输电系统（Multi-terminal DC Transmission System based on VSC, VSC-MTDC）因其运行灵活、可靠等诸多优势,广泛应用于分布式发电系统并网、可再生能源发电并网、高压直流配电网等众多领域,成为未来直流输电的发展趋势。文章采用理论分析与仿真验证相结合的方法,以多端柔性直流输电数学模型、协调控制策略以及直流侧故障后的控制保护策略为核心展开研究。首先,论文分析比较了多端系统并联接线、串联接线两种基本接线方式,以及两电平VSC、三电平二极管钳位型VSC、模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）三种应用较为广泛的换流器,确定将优势较为明显的基于MMC的VSC-MTDC作为本课题的研究重点,接线方式则采用了应用较为广泛的并联接线方式。在确定研究对象之后,论文深入分析了MMC的运行机理,推导出基于MMC的多端柔性直流输电系统数学模型。然后,在综合考虑多端柔性直流输电的应用领域之后,论文建立了有源交流系统、无源交流系统以及大规模风电场三种典型交流系统模型,针对不同交流系统设计了满足其稳定运行的单个柔性直流换流站控制策略,并进一步提出了基于电压裕度的多点直流电压协调控制策略,对主、从控制器进行了相应的设计。最后,文章分析了基于MMC的多端直流输电系统直流侧单极接地故障、极间短路故障、断线故障的故障机理,并在此基础上提出了相应的线路故障识别方法、控制保护策略与保护时序。论文所提出的协调控制策略以及直流侧故障时控制保护策略均已在PSCAD/EMTDC上建立了相应的仿真模型,并借助接无源交流系统的VSC-MTDC仿真模型与含大规模风电场的VSC-MTDC仿真模型两个算例进行了仿真验证。仿真结果表明论文所提出的基于电压裕度控制的多点直流电压控制策略能够实现定直流电压控制模式与定有功功率控制模式的自动切换,提高了多端系统的运行可靠性；文章针对基于MMC的多端柔性直流输电系统直流侧故障所提出的控制保护策略能够实现系统故障后的快速恢复,有效地提高了多端系统的故障穿越能力。
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标签：多端柔性直流输电论文; 模块化多电平换流器论文; 数学模型论文; 协调控制论文;