模块化多电平变流器在轻型直流输电控制策略研究

"模块化轻型直流输电控制策略在风能、太阳能等新能源发电接入电网中的应用" 随着风能、太阳能等可再生能源发电技术的快速发展，它们已成为电力系统的重要组成部分，推动了电力行业的绿色转型。然而，由于这些新能源发电具有间歇性和不稳定性，其并网需求对电力系统的稳定性和效率提出了新的挑战。模块化轻型直流输电（VSC-HVDC Light）技术作为一种高效、灵活的电能传输解决方案，应运而生。 模块化多电平变流器（Modular Multilevel Converter，简称MMC）是模块化轻型直流输电的核心组成部分。这种变流器由大量子模块组成，每个子模块相当于一个独立的电压源，可以实现更平滑的电压波形，降低谐波含量，提高电能质量。 MMC的这种结构使得它在高压直流输电领域具有显著优势，特别适合于连接分布式新能源发电系统到主电网。 在控制策略方面，MMC的控制可以分为装置级控制和系统级控制两个层面。装置级控制主要关注单个MMC模块的运行，通过多电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术来调控每个子模块的开关状态，以实现期望的电压输出。此外，为了维持每个子模块电容电压的均衡，还采用了直流侧电容电压平衡控制，以防止因电压不平衡导致的系统性能下降。 系统级控制则关注整个VSC-HVDC Light系统的运行性能，主要目标是实现有功功率和无功功率的解耦控制。这通常通过采用反馈线性化的非线性控制器来实现，该控制器能够精确调节输入和输出功率，确保系统在不同工况下的稳定运行和动态响应。 在实际应用中，这些控制策略会通过仿真软件，如PSCAD/EMTDC进行验证和优化。通过仿真，可以模拟各种运行条件，验证控制算法的性能和可行性，从而确保在实际电力系统中实现预期的控制效果。 总结来说，模块化轻型直流输电控制策略是新能源发电并网的关键技术，它结合了模块化多电平变流器的优势，通过精细的装置级和系统级控制，保证了电能的高效、稳定传输。随着可再生能源的进一步发展，这一领域的研究和技术进步将对电力系统的现代化起到关键作用。