MMC-HVDC的稳态运行范围研究

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2015.03.001

摘要/Abstract

摘要：

针对基于模块化多电平换流器的高压直流输电系统（modular multilevel converter based high voltage direct current, MMC-HVDC），研究了交流系统对MMC-HVDC稳态运行范围的影响并且揭示了限制直流功率输送能力的关键因素。首先，文章基于一个单端的MMC-HVDC系统，列写出完整的数学模型。其次，分别研究了交流系统短路比、换流变压器容量和换流站容量对换流站稳态运行范围的影响。最后，研究了并联无功补偿电容器对MMC-HVDC运行范围的影响。计算结果表明，当交流系统短路比较大时，MMC-HVDC的运行范围主要受到换流变压器容量的限制；当交流系统短路比较小时，MMC-HVDC的运行范围主要受到交流系统短路比的限制。此外，无功补偿电容能改善MMC-HVDC的运行范围。

关键词: 模块化多电平换流器（MMC）, 柔性直流输电, 稳态运行范围, 交流系统短路比, 无功补偿器, 换流变压器容量

Abstract:

This paper studied the influence of AC system on the operating range of MMC-HVDC （modular multilevel converter-high voltage direct current） under steady-state condition, and analyzed the key factors to limit the DC power transmission capacity. Firstly, the equivalent mathematical model of a one-terminal MMC-HVDC was derived. Secondly, the impacts of the short circuit ratio （SCR） of AC system, the capacities of converter transformer and converter station on the steady-state operating range of converter station were studied. Lastly, this paper analyzed the influence of the parallel reactive power compensator on the operating range of MMC-HVDC. The calculation results show that: the operating range of MMC-HVDC is mostly limited by the converter transformer capacity under large SCR of AC system; while the operating range is largely depended on the value of SCR under small SCR. Additionally, the use of reactive power compensator can improve the operating range of MMC-HVDC.

Key words: modular multilevel converter （MMC）, VSC-HVDC, steady-state operating range, short circuit ratio , of AC system, reactive power compensator, converter transformer capacity

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