基于结温预估的模块化多电平换流器损耗计算方法研究

摘要

目前，模块化多电平换流器的损耗计算方法比较多，但都计算比较复杂且同时对计算方法缺少对计算结果精度分析的问题。本文为了更快速更简洁的计算模块化多电平换流器的损耗，首先通过分析现有损耗计算方法的优缺点，通过引入全桥子模块损耗等效分析方法，将全桥拓扑型、全/半桥混合拓扑型MMC损耗问题归为半桥拓扑型MMC损耗问题。
　　此外，在利用仿真时域方法的基础上，建立了结温计算模型，根据该模型提出了结温计算方法，通过对器件的结温与损耗特性分析，然后在该方法的基础上提出简化计算方法，即结温预估计算方法，并衍生出对应的基于结温预估的换流器损耗计算方法。
　　为了分析所提方法的精确性，通过搭建换流器阀段运行试验平台，进行损耗测量。通过从测量原理、测量试验类型、测量试验参数、测量采集系统进行了系统测量方案的说明，并给出了试验结果。最后通过结温反馈计算方法与结温预估计算方法进行损耗计算，验证了结温预估方法的精确性与可行性。
　　最后对±800kV/5000MW换流器损耗特性分析，通过从搭建换流器仿真模型入手，应用结温预估损耗计算方法分析实际运行工况下的换流器损耗特性，为了进一步的分析系统的损耗特性以及本文所提算法对损耗特性的影响，避免由于计算的单一运行情况造成的偶然影响，进行了各种情况下的分析。从系统运行工况、系统无功功率、器件开关频率三个方面分析了换流器的损耗特性，与此同时验证了结温预估方法的简化处理依据的正确性与方法的适用性。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要内容

第2章 模块化多电平换流器损耗计算方法

2．1 固定结温损耗计算方法

2．1．1 解析计算方法

2．1．2 仿真时域计算方法

2．2 结温反馈损耗计算方法

2．3 结温预估损耗计算方法

2．3．1 损耗计算分析

2．3．2 结温计算模型

2．3．3 损耗计算方法

2．4 本章小结

第3章 模块化多电平换流器损耗测量

3．1 模块化多电平换流器损耗测量平台

3．1．1 平台运行原理

3．1．2 平台仿真参数

3．2 损耗测量方法

3．2．1 测量原理

3．2．2 试验类型

3．2．3 试验参数

3．2．4 采集系统

3．3 损耗测量结果及分析

3．3．1 纯全桥拓扑测量结果

3．3．2 全／半桥混合拓扑测量结果

3．4 测量与计算结果对比分析

3．5 本章小结

第4章 ±800kV／5000MW换流器损耗特性分析

4．1 ±800kV／5000MW换流器仿真建模

4．2 换流器损耗特性分析

4．2．1 子模块器件损耗分布分析

4．2．2 系统运行工况对损耗特性影响分析

4．2．3 系统无功功率对损耗特性影响分析

4．2．4 器件开关频率对损耗特性影响分析

4．3 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及成果

致谢