摘要：基于模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC)系统的小信号稳定性研究可为工程设计及参数选择提供一定理论指导,而控制系统是影响MMC-HVDC系统稳定性的关键因素。本文针对两端MMC-HVDC系统,同时考虑了MMC的内部谐波动态特性及整流站和逆变站之间的相互作用关系,在MATLAB中建立了其小信号模型,并与PSCAD/EMTDC中详细电磁暂态模型进行对比,验证了模型的正确性。然后基于所建立的小信号模型,采用特征根及参与因子分析方法,研究了整流侧与逆变侧MMC系统的电流矢量控制(VCC)、环流抑制控制(CCSC)及锁相环(PLL)参数对系统小信号稳定性的影响。最后获得了可以保证系统稳定运行的控制系统参数的可行域,并揭示了易导致系统振荡甚至失稳的关键控制参数及对应主导模态特征。该工作可为MMC-HVDC工程的控制系统参数设计提供有价值的理论指导,同时为分析系统失稳原因提供了思路。

摘要：子模块故障是模块化多电平换流器高压直流输电(MMC-HVDC)系统最常见故障之一。为保证子模块故障后MMC-HVDC系统能够稳定工作,本文首先对子模块故障后桥臂电流、桥臂间环流及直流侧电流的影响进行数学分析,确定了MMC子模块容错方案;然后将子模块冗余控制与带有电容均压控制和环流抑制控制的载波相移脉宽调制(CPS-SPWM)方法相结合,设计了基于电容电压平衡控制CPS-SPWM的冗余保护策略;最后在PSCAD/EMTDC中搭建双端10电平的MMCHVDC输电系统模型。通过对模型进行稳态仿真以及子模块故障时的暂态对比仿真,验证了本文所提出的冗余保护策略的正确性和有效性。