基于模塊化多電平換流器的交直流混合電網穩態建模及仿真

韋延方，王曉衛，鄭　征，楊　明，肖記軍

（1.河南理工大學電氣工程與自動化學院，焦作454000；2.河海大學水利水電學院，南京210098；3.河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院焦作分院，焦作454000）

?

基于模塊化多電平換流器的交直流混合電網穩態建模及仿真

韋延方1，2，王曉衛1，鄭征1，楊明1，肖記軍3

（1.河南理工大學電氣工程與自動化學院，焦作454000；2.河海大學水利水電學院，南京210098；3.河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院焦作分院，焦作454000）

摘要：由于模塊化多電平換流器（MMC）在容量升級、電磁兼容、故障管理等方面具有明顯的技術優勢，其在交直流電能變換與控制中的應用越來越廣泛。首先，基于電路原理中的平衡橋同電位點可以短接的等效理論，建立基于MMC的交直流混合系統簡化等效電路模型；然后，導出基于MMC的交直流混合系統純交流節點的潮流方程、直流節點的潮流方程和MMC換流器的基本潮流計算方程，并依據所建立的穩態模型和MMC控制方式，分析適用于基于MMC的交直流混合系統潮流算法；進而，基于自動微分技術，提出一種具有3階收斂速度的統一迭代改進潮流算法；最后，通過算例驗證所建立模型和算法的有效性。

關鍵詞：模塊化多電平換流器；穩態建模；3階收斂速度；交直流混合系統

引言

當今世界能源危機凸顯，能源戰略成為21世紀各國關注的焦點。雖然集中發電、遠距離大容量輸電和大電網互聯是目前電能生產、輸送和分配的主要方式，正為全世界90%以上的電力負荷供電，但它也存在一些弊端，如不能靈活跟蹤負荷的變化、對于偏遠地區的負荷不能進行理想供電等［1-2］。……