欢迎来到本博客❤️❤️博主优势博客内容尽量做到思维缜密逻辑清晰为了方便读者。⛳️座右铭行百里者半于九十。本文目录如下目录1 概述1.1 简化电网1.2 转换器 11.3 直流电路1.4 控制器1.5 示波器和测量MMC技术基础VSC技术介绍结合MMC与VSC的HVDC系统2 运行结果3 参考文献4 Simulink仿真、Matlab代码、数据、pdf文档1 概述SimPowerSystems模型的1000兆瓦HVDC-MMC互联。本SPS模拟通过使用一个合并MMC模型进行了优化。直流电链已成为国家之间电力交换以及可再生能源水电厂、近岸风电和太阳能发电场向电网输电的首选方式。目前有几个这样的系统正在运行例如INELFE项目法国-西班牙互联、Dolwin1项目近海风电HVDC链或者计划中的未来项目比如北部通道加拿大-美国1090兆瓦直流链。我们的示例将说明目前广泛使用的一种典型VSC拓扑结构模块化多电平变流器MMC技术。在这个示例中MMC变流器使用一个合并模型来模拟每个臂上的36个功率模块。通过这个合并模型控制系统动态、变流器谐波和循环电流现象都得到了很好的表征。然而由于只有一个虚拟电容器来代表臂上的36个电容器该模型假定所有功率模块的电容器电压都是平衡的。与使用每个单独功率模块的两个开关器件和一个电容器的详细模型相比这个合并模型运行速度要快得多。这个合并模型也非常适合实时仿真。1.1 简化电网电网使用 400 kV、50 Hz 等效电压和两个断路器为转换器 1 供电.1.2 转换器 1转换器 1 使用 6 个半桥 MMC 模块实现每个模块代表 36 个电源模块。此自定义 SPS 模块使用开关功能模型其中仅使用一个等效模块来表示所有电源模块。控制信号是一个二元向量 [Nin, Nbl]其中 Nin 表示插入模块的数量Nbl 表示处于阻塞状态的模块数量。输出 Vc电容器电压只有一个元素并给出电容器模块的平均值。1.3 直流电路在直流电路子系统中将会发现电缆的简化模型以及使用直流电源和理想开关建模的第二个转换器。您还将找到一个开关用于在电缆上应用故障。1.4 控制器控制器子系统包含操作互连所需的各种控制系统。它包括以下子系统有功和无功功率调节器-直流电压调节器-带前馈的dq电流调节器-PLL和测量子系统-用于控制转换器1Converter1 半桥MMC的PWM发电机。在文件夹中还可以找到对转换器1的各种操作模式进行编程的排序器区域。1.5 示波器和测量该子系统包含用于在仿真期间观察多个信号的所有示波器。功率和基波电压计算也在子系统中进行。基于模块化多电平换流器Modular Multilevel Converter, MMC技术和电压源换流器Voltage Source Converter, VSC的高压直流High Voltage Direct Current, HVDC系统是现代电力传输领域的一项先进技术尤其适用于远距离、大容量的电力传输以及电网互联。这种技术结合了MMC与VSC的优势提供了更高效率、更灵活可控性及更低环境影响的解决方案。下面简要介绍其工作原理和特点MMC技术基础MMC是一种先进的电力电子变换器技术主要特点是将传统的两电平或三电平换流器结构分解为多个子模块级联而成每个子模块都能独立调节输出电压从而实现多电平输出。这样做的优势包括但不限于输出电压质量高由于采用多电平输出可以生成接近正弦波的电压减少谐波污染。损耗低子模块间的电压差小降低了开关损耗。模块化设计易于维护和扩展单个子模块故障不影响整个系统的运行。灵活性高可适应不同的电压等级和功率需求。VSC技术介绍VSC是一种通过直流侧电容提供能量进行交流-直流或直流-交流转换的换流器。与传统的基于晶闸管的电流源换流器CSC不同VSC具有以下优点双向功率控制能够独立控制有功功率和无功功率适用于电网支撑和可再生能源接入。快速响应对电网故障能迅速做出反应增强系统的稳定性。占地面积小相比传统换流站VSC系统更加紧凑。结合MMC与VSC的HVDC系统将MMC技术应用于VSC型HVDC系统中形成MMC-VSC HVDC系统进一步增强了HVDC系统的性能更高的效率和功率密度MMC的低损耗特性和VSC的高效控制策略相结合提高了整体系统的能效。更好的电网兼容性输出电压质量高易于与各种电网连接特别适合接入弱电网或可再生能源发电系统。更强的可控性VSC的独立功率控制能力加上MMC的精细电压调节使得系统能在各种操作条件下维持稳定运行包括有功功率传输、无功补偿以及黑启动等复杂应用场景。环境友好减少了电磁干扰和 audible noise降低了对周围环境的影响。综上所述基于MMC和VSC技术的HVDC系统在提高电力传输效率、增强系统灵活性和稳定性方面展现出显著优势是未来智能电网建设和大规模可再生能源并网的关键技术之一。2 运行结果可视化matlab代码close all%load CompareResultsData%h1figure;set(h1,Name,DC);ScreenSget(0,Screensize);set(h1,Position,[ScreenS(3)*0.01 ScreenS(4)*0.52 ScreenS(3)*0.32 ScreenS(4)*0.37])subplot(2,1,1)plot(results.time3,results.signals(1).values*1e-3,b, ...results.time3,results.signals(11).values*1e-3,r)ylabel((kV))gridtitle(Vdc Conv1)axis([0 10 0 700])legend(SwD,Agg)subplot(2,1,2)plot(results.time3,results.signals(2).values,b, ...results.time3,results.signals(12).values,r)ylabel((A))xlabel((s))gridtitle(Idc Conv1)legend(SwD,Agg)axis([0 10 -2000 1000])%h1figure;set(h1,Name,PQ);ScreenSget(0,Screensize);set(h1,Position,[ScreenS(3)*0.34 ScreenS(4)*0.52 ScreenS(3)*0.32 ScreenS(4)*0.37])subplot(2,1,1)plot(results.time2,results.signals(3).values,b, ...results.time2,results.signals(13).values,r)ylabel((MW))gridtitle(Active Power)axis([0 10 -500 1500])legend(SwD,Agg,Location,southeast)subplot(2,1,2)plot(results.time2,results.signals(4).values,b, ...results.time2,results.signals(14).values,r)ylabel((Mvar))xlabel((s))gridtitle(Reactive Power)axis([0 10 -300 300])legend(SwD,Agg,Location,southeast)%%h1figure;set(h1,Name,Iprim);ScreenSget(0,Screensize);set(h1,Position,[ScreenS(3)*0.67 ScreenS(4)*0.52 ScreenS(3)*0.32 ScreenS(4)*0.37])plot(results.time1(1:25000),results.signals(5).values(1:25000),b)hold onplot(results.time1(1:25000),results.signals(15).values(1:25000),r)ylabel((A))xlabel((s))gridtitle(Primary current, phase A)axis([0.35 0.45 -250 250])text(0.38,225,(during capacitors energization))legend(SwD,Agg,Location,southeast)%h1figure;set(h1,Name,Vcap);ScreenSget(0,Screensize);set(h1,Position,[ScreenS(3)*0.01 ScreenS(4)*0.06 ScreenS(3)*0.32 ScreenS(4)*0.37])subplot(2,2,1)plot(results.time1(225000:250000),results.signals(6).values)ylabel((V))axis([9.9 9.98 16000 20000])gridtitle(Vcap 4 modules; SwD)subplot(2,2,2)plot(results.time1(225000:250000),results.signals(16).values,r)axis([9.9 9.98 16000 20000])ylabel((V))gridtitle(Vcap average: Agg)subplot(2,2,[3:4])plot(results.time1(225000:250000),results.signals(7).values,b, ...results.time1(225000:250000),results.signals(17).values,r)ylabel((V))axis([9.9 9.98 16000 20000])xlabel((s))gridtitle(Capacitors average voltage, upper arm phA)legend(SwD,Agg,Location,northeast)%h1figure;set(h1,Name,Iarm);ScreenSget(0,Screensize);set(h1,Position,[ScreenS(3)*0.34 ScreenS(4)*0.06 ScreenS(3)*0.32 ScreenS(4)*0.37])plot(results.time1(225000:250000),results.signals(8).values,b, ...results.time1(225000:250000),results.signals(18).values,r)ylabel((A))xlabel((s))gridtitle(Iarm, upper arm, phase A)axis([9.9 10.0 -2000 2000])legend(SwD,Agg,Location,southeast)%h1figure;set(h1,Name,Iprim);ScreenSget(0,Screensize);set(h1,Position,[ScreenS(3)*0.67 ScreenS(4)*0.06 ScreenS(3)*0.32 ScreenS(4)*0.37])plot(results.time1(225000:250000),results.signals(5).values(225000:250000),b, ...results.time1(225000:250000),results.signals(15).values(225000:250000),r)ylabel((A))xlabel((s))gridtitle(Primary current phase A)axis([9.9 10.0 -2500 2500])text(9.935,2300,(in steady-state))legend(SwD,Agg,Location,southeast)%3参考文献文章中一些内容引自网络会注明出处或引用为参考文献难免有未尽之处如有不妥请随时联系删除。4 Simulink仿真、Matlab代码、数据、pdf文档