两级式光伏MMC并网系统的交流故障穿越技术研究

资源摘要信息:"光伏MMC并网系统（两级式）的交流故障穿越设计与仿真研究" 1. 光伏并网系统的基本概念和架构： 光伏并网系统是指太阳能光伏阵列产生的电能通过特定的电力电子设备接入公共电网的过程。两级式光伏并网系统通常包括直流-直流转换（如Boost电路）和直流-交流转换（如通过MMC逆变器）。本研究中的光伏并网系统采用了模块化多电平换流器（MMC），这种换流器技术以其高效率和可扩展性在高压直流输电（HVDC）和大规模可再生能源并网中得到了广泛应用。 2. 交流故障穿越的基本概念： 交流故障穿越能力是衡量并网系统稳定性的一个重要指标。它指的是当电网发生交流侧故障时，光伏系统能够在不脱离电网的前提下，保持正常运行或者在短时间内恢复到正常工作状态的能力。这对于确保电网稳定和避免大规模停电事故至关重要。 3. 对称和不对称故障： 在交流系统中，根据故障的性质，可以分为对称故障和不对称故障。对称故障主要指三相电路中发生的平衡故障，如三相短路。不对称故障则包括单相接地、两相短路等，这些故障会导致电网电流和电压出现不对称。本研究中对MMC并网系统在电网发生对称和不对称故障时的表现进行了分析和仿真，以评估其故障穿越能力。 4. MMC换流器的控制策略： MMC换流器的控制策略包括正负序分离控制、SOGI锁相环、定直流母线电压控制、定无功功率控制、二倍频环流抑制以及子模块电容电压均衡控制。这些控制策略的实施对于MMC换流器的性能和稳定性至关重要。正负序分离控制用于区分电网故障时的正序和负序分量；SOGI锁相环用于准确跟踪电网电压相位；定直流母线电压控制和定无功功率控制确保系统稳定运行；二倍频环流抑制用于降低系统内部的环流；子模块电容电压均衡控制则保证各子模块电压的一致性。 5. MMC单个桥臂的子模块设计： 在本研究中，采用的是每个桥臂4个子模块构成的5电平结构，利用载波移相调制技术进行调制。载波移相调制可以减少输出电压的谐波含量，提高电能质量。5电平结构相比传统的两电平结构，可以提供更加平滑的输出电压波形，减少谐波失真。 6. 光伏部分的Boost电路和最大功率点跟踪（MPPT）： 光伏部分采用Boost电路将太阳能光伏阵列的输出电压升至适合逆变器工作的电压水平。同时，应用扰动观察法进行最大功率点跟踪（MPPT），以确保在不同的环境条件下，光伏阵列能够持续输出最大功率。 7. Simulink仿真模型的应用： 本研究利用Matlab/Simulink软件环境建立了光伏MMC并网系统的仿真模型。Simulink提供了强大的动态系统仿真功能，允许研究人员对电力电子系统进行精确建模和仿真分析，这对于评估和优化系统的性能至关重要。 8. 其他设计细节： 直流电压700V，功率等级50KW的参数设计说明该系统适用于中等规模的光伏并网应用。所附参考文献和PI控制器参数计算为该研究提供了理论支持和设计依据，内容详实，有助于其他研究人员的参考和学习。 9. 毕业设计的应用： 该研究明显是针对电气工程及其自动化、新能源科学与工程等专业的毕业设计或学术研究。学生可以利用该研究中的知识点和仿真模型来完成相关的学位论文，并对MMC并网系统的故障穿越能力进行深入分析。 10. 压缩包子文件的资源和内容： 文件名称列表中的“光伏并网系统两级式随着可再生能源的普及.doc”等可能包含整个研究项目的详细文档、仿真结果、参考文献、图表、数据分析等内容，以及对不同仿真场景和故障模式的讨论。图片文件则可能是系统设计图、仿真模型界面截图、波形图等视觉辅助资料。这些资源对于理解和评估光伏MMC并网系统的设计细节和性能具有重要作用。