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模块化多电平换流器直流输电建模技术 版权信息
- ISBN：9787512396098
- 条形码：9787512396098 ; 978-7-5123-9609-8
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
模块化多电平换流器直流输电建模技术 本书特色
本书为国网基金项目《柔性直流输电建模与仿真技术》的姊妹篇，《柔性直流输电建模与仿真技术》侧重于两电平、三电平柔性直流输电的建模与仿真，本书侧重于介绍当前柔直输电的主流技术——多电平（MMC）柔直输电的理论与实验研究成果。本书针对MMC型柔性输电建模、仿真和物理实验进行重点阐述。主要内容包括MMC基本拓扑结构与控制策略，基于受控源、基于戴维南等效、基于平均值模型改进的三类MMC-HVDC高速仿真模型与其建模方法，MMC机电暂态仿真建模，MMC换流器稳定性分析解析模型，MMC纳秒级开关暂态建模，RT-Lab中MMC的仿真建模，MMC-HVDC物理模拟系统的设计与实验，具有工程应用前景的超大规模MMC电容电压平衡优化算法等。
模块化多电平换流器直流输电建模技术 内容简介
该书具有原创性，书中内容是该团队研究成果的结晶，包括很多该团队成员发表在国外IEEE、IET会刊及SCI期刊上的高水平论文的研究成果，其紧密围绕模块化多电平换流器建模这一主题，主题十分鲜明，而这一主题是目前国内外同类图书从未探讨过的，具有很强的理论深度和工程应用意义。
模块化多电平换流器直流输电建模技术 目录
前言
概述 1
1.1 MMC型柔性直流输电系统的发展 1
1.2 本书拟解决MMC建模领域的问题 3
1.2.1 MMC-HVDC建模领域的研究现状 4
1.2.2 本书拟解决的主要问题 5
1.3 本书的主要内容 6
参考文献 7
第2章 MMC拓扑及基本控制方法 11
2.1 MMC拓扑 11
2.2 MMC子模块拓扑和直流故障阻断能力评价指标 12
2.2.1 MMC子模块拓扑 12
2.2.2 MMC直流故障阻断能力评价指标 18
2.3 MMC基本控制策略 20
2.3.1 基于d-q旋转坐标系的MMC控制系统模型 20
2.3.2 基于d-q旋转坐标系的解耦控制器设计 22
2.4 调制和电容电压均衡控制策略 23
2.4.1 *近电平逼近控制 24
2.4.2 载波移相正弦脉宽调制 25
2.5 相间环流抑制策略 26
2.5.1 MMC的相间环流 26
2.5.2 MMC相间环流抑制策略 27
2.6 本章小结 30
参考文献 30
第3章 超大规模MMC电容电压平衡优化算法 32
3.1 基于质因子分解法的高效分组方法 32
3.1.1 分组排序的基本方法 32
3.1.2 多层分组 34
3.1.3 质因子分解法分组形式 35
3.1.4 *优质因子分组形式 36
3.1.5 各排序方法排序次数比较 38
3.2 希尔排序方法 38
3.2.1 希尔排序方法原理 39
3.2.2 希尔排序方法分组步长的选取 40
3.3 基于质因子分组和希尔排序的高效均压算法 42
3.3.1 高效均压算法原理 42
3.3.2 降频方法在高效分组排序算法中的应用 42
3.4 仿真验证 42
3.5 本章小结 44
参考文献 45
第4章 考虑内部动态特性的MMC小信号模型 46
4.1 MMC的内部谐波特性 46
4.2 MMC详细小信号建模 48
4.2.1 定义d-q变换矩阵 48
4.2.2 子模块电容电压波动的动态描述 48
4.2.3 交流电流和直流电流的动态描述 50
4.2.4 二倍频环流的动态特性 51
4.2.5 状态空间方程的线性化 52
4.3.1 d-q解耦环流抑制控制器建模 53
4.3.2 PR环流抑制控制器的建模 54
4.3.3 硬件滤波器环流抑制的建模 55
4.4 外部控制系统建模及其与阀模型接口的实现 56
4.4.1 d-q解耦主控制器建模 56
4.4.2 锁相环（PLL）的建模 58
4.4.3 控制系统的小信号模型 58
4.4.4 控制系统和阀模型的接口实现 58
4.5 模型验证 59
4.5.1 详细小信号模型的验证 59
4.5.2 详细小信号模型和简化端模型的对比 62
4.6 本章小结 64
附录 64
参考文献 65
第5章 基于小信号模型的MMC谐波稳定性分析 67
5.1 MMC-HVDC模态分析与内部谐波模态识别 67
5.2 MMC内部谐波稳定性分析 69
5.2.1 环流抑制策略对谐波稳定性的影响 69
5.2.2 桥臂电阻对谐波稳定性的影响 71
5.2.3 主控制器参数对谐波稳定性的影响 73
5.2.4 交流系统强度和PLL对谐波稳定性的影响 74
5.3 本章小结 75
参考文献 76
第6章 基于受控源的MMC通用建模方法 77
6.1 MMC通用模型的提出 77
6.2 MMC通用模型的理论证明 78
6.2.1 节点电压分析法证明 79
6.2.2 节点拆分的理论推广 81
6.3 MMC通用模型的验证 84
6.3.1 测试系统介绍 85
6.3.2 模型精度验证 85
6.3.3 模型加速比测试 87
6.3.4 401电平MMC-HVDC仿真研究 88
6.4 本章小结 90
参考文献 90
第7章 基于戴维南等效的MMC整体建模方法 91
7.1 经典戴维南等效模型 91
7.2 基于后退欧拉法的戴维南等效整体模型 93
7.2.1 采用理想开关器件 93
7.2.2 采用后退欧拉法离散化电容 94
7.2.3 采用新型高效排序均压算法 94
7.2.4 基于后退欧拉法的戴维南等效整体模型的闭锁实现方法 96
7.2.5 MMC整体建模方法的求解流程 97
7.3 基于梯形积分法的戴维南等效整体模型 99
7.4 三种等效模型精度验证和加速比测试 100
7.4.1 测试系统介绍 100
7.4.2 模型加速比测试 102
7.5 基于后退欧拉法的全桥MMC戴维南等效整体模型 102
7.5.1 全桥子模块的伴随电路 102
7.5.2 全桥MMC的仿真验证 104
7.6 本章小结 105
参考文献 105
第8章 MMC平均值模型在直流电网中的应用 106
8.1 MMC平均值模型 106
8.2 MMC平均值模型适用性分析 108
8.2.1 测试系统介绍 108
8.2.2 模型适用性分析 109
8.3 MMC平均值模型的改进 111
8.3.1 现有MMC平均值模型的缺陷 111
8.3.2 改进平均值模型 112
8.3.3 模型验证 113
8.4 本章小结 116
参考文献 116
第9章 RT-LAB中MMC换流器的仿真建模 117
9.1 RT-LAB仿真平台 117
9.1.1 RT-LAB仿真功能 117
9.1.2基于Simulink的RT-LAB仿真模块库 118
9.1.3 RT-LAB I/O模块 123
9.2 RT-LAB仿真建模步骤 129
9.3基于OP5600的MMC-HVDC建模仿真 131
9.3.1 基于OP5600的MMC-HVDC建模 131
9.3.2 仿真分析 133
9.4基于OP7000的MMC-HVDC建模仿真 135
9.4.1基于OP7000的MMC-HVDC建模 135
9.4.2仿真分析 137
9. 5本章小结 138
参考文献 138
第10章 MMC纳秒级暂态建模 140
10.1 IGBT暂态建模 140
10.1.1 IGBT物理结构及特性 140
10.1.2 IGBT暂态模型原理 142
10.1.3 IGBT暂态模型参数提取 145
10.2 二极管的暂态建模 147
10.2.1 二极管物理结构及特性 147
10.2.2 二极管暂态模型原理 148
10.2.3 二极管暂态模型参数提取 149
10.3 IGBT模块热学特性建模 149
10.3.1 平均损耗模块 149
10.3.2平均热阻模块 152
10.3.3热电耦合模块 154
10.4 IGBT及二极管模型的实现 155
10.4.1 IGBT模块开关过程分析 156
10.4.2 IGBT暂态模型仿真测试 157
10.4.3二极管暂态模型仿真测试 158
10.5 IGBT模块仿真测试电路 158
10.5.1 MMC半桥子模块仿真测试电路原理 160
10.5.2 MMC半桥子模块仿真测试 161
10.5.3 半桥MMC单相换流阀仿真测试 164
10.6本章小结 166
参考文献 166
第11章 MMC-HVDC物理模拟系统设计与实验 168
11.1 物理模拟系统主回路 168
11.2 控制系统架构 174
11.2.1 信号采集调理系统 175
11.2.2 上位机监控系统 176
11.2.3 极控制和保护系统PCP 179
11.2.4 阀基控制器VBC 181
11.2.5 子模块控制器SMC 182
11.3 控制逻辑设计 184
11.3.1 系统运行状态 184
11.3.2 各级通讯内容与协调控制策略 185
11.3.3 异步通讯设计 187
11.3.4 故障保护策略 189
11.4 子模块测试 191
11.4.1 子模块绝缘测试 191
11.4.2 子模块稳态测试 193
11.5 系统实验 198
11.6 本章小结 201
参考文献 201
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模块化多电平换流器直流输电建模技术 作者简介
赵成勇，华北电力大学教授、博导，新能源电网研究所副所长。自2014年开始担任新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学）直流输电与电能质量方向学术带头人，2016年被聘为加拿大Manitoba大学兼职教授，指导Manitoba大学博士生一名，IEEE Senior Member。主要致力于柔性直流输电与高压直流输电等方面的研究工作。在直流输电方面负责完成国家863计划课题“柔性直流供电关键技术研究”，完成国家自然科学基金项目2项，国家科技支撑项目子课题1项，国际合作项目1项，国家电网公司和中国南方电网有限责任公司等合作项目20项，全部项目均围绕直流输电。发表论文230余篇，近5年来被SCI收录20篇，EI收录80篇。获省部级科技奖励三项。主持或主要参与以下重点项目：1.高压直流输电和柔性直流控制保护策略库开发，国家科技支撑重大项目“新型柔性交流电力控制关键技术与示范”（2010BAA01B01）子课题，2010.10 -2013.9，40万，赵成勇负责。2.Control & protection strategies of HVDC based on single full-bridge converter.韩国LS Industrial Systems Co. Ltd. 12万美元，2011.1-2012.10，赵成勇负责。3.基于电压源型换流器直流输电的柔性联网方法研究，国家自然科学基金项目（50577018），2006.1-2008.12，23万元，赵成勇负责。4.基于RTDS的电磁－机电暂态混合实时仿真平台研究与实现，“十一五”国家科技支撑计划重大项目“特高压输变电系统开发与示范” 课题十七（2006BAA02A17）的子课题，150万元，2006.11-2009.12，负责人之一，排名第二。5. 多电平柔性直流输电系统的RTDS模型研究，北京网联直流工程技术有限公司科技项目，2011年1月完成。赵成勇负责6.“一种双馈入直流输电系统”， 发明专利，ZL 2007 1 0185454.0发明人：赵成勇。7.“一种高压直流输电启动和运行方式”， 发明专利，ZL 2008 1 0079471.0 发明人：赵成勇，郭春义。8. 一种模块化多电平换流器直流输电损耗计算方法，发明专利申请号： 201110074399.4发明人：赵成勇，陆翌等。扩大 RTDS 下 MMC-HVDC 模型仿真规模的方法，发明专利申请号： 201110074466.2发明人：赵成勇，石岩等。
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