基于橋臂基波平均開關(guān)函數(shù)的MMC模型在直流電網(wǎng)仿真中的應(yīng)用

孫謙浩，李亞樓，宋 強(qiáng)，左 鵬，王 裕，孟經(jīng)偉，穆 清

(1. 清華大學(xué) 電機(jī)系，北京 100084；2. 中國電力科學(xué)研究院，北京 100192；3. 國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，北京 102209)

0 引言

近年來，柔性直流電網(wǎng)技術(shù)逐漸吸引了很多研究者的注意[1-3]。文獻(xiàn)[4]對多端柔性直流電網(wǎng)的回路參數(shù)計(jì)算進(jìn)行了分析；文獻(xiàn)[5-8]對多端柔性直流電網(wǎng)的控制策略研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹；文獻(xiàn)[9-10]對適用于風(fēng)電輸送的直流電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[11]對不含直流斷路器的輻射式直流系統(tǒng)故障策略進(jìn)行了研究。但對于包含直流斷路器的真雙極金屬回線接地直流環(huán)網(wǎng)的故障特性目前仍關(guān)注較少，尤其是金屬回線、直流側(cè)接地電極阻抗與位置以及直流電抗器對故障暫態(tài)特性的影響少有文獻(xiàn)涉及。鑒于此，本文主要針對多端直流環(huán)網(wǎng)的故障特性進(jìn)行研究與分析。

由于目前模塊化多電平換流器(MMC)的已有模型主要用于換流器級分析或進(jìn)行大規(guī)模交直流系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析，如文獻(xiàn)[12-14]針對MMC分別提出了基于IGBT等效以及戴維南等效的詳細(xì)模型；文獻(xiàn)[15-16]針對子模塊(SM)數(shù)量巨大的MMC提出了平均值模型。上述2種模型，前者在應(yīng)用于多端直流系統(tǒng)暫態(tài)仿真時(shí)由于開關(guān)狀態(tài)過多而缺乏仿真效率性；后者則由于建模的原理，在直流故障暫態(tài)過程中缺乏仿真精度。因此，一些文獻(xiàn)對上述模型進(jìn)行了改進(jìn)，文獻(xiàn)[17]與文獻(xiàn)[18-20]分別基于MMC子模塊與MMC橋臂建立了MMC的加速仿真模型。其中，文獻(xiàn)[17]的模型由于將子模塊分割為單獨(dú)的一個(gè)子系統(tǒng)，因此在故障仿真時(shí)，難以調(diào)整其等效電壓源的參數(shù)；……