【摘 要】
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柔性直流输电技术是一种新型的高压直流输电技术，是基于电压源型换流器和脉宽调制技术发展起来的；与传统直流输电技术相比，其具有向无源网络供电、独立控制有功和无功等优点。为
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柔性直流输电技术是一种新型的高压直流输电技术，是基于电压源型换流器和脉宽调制技术发展起来的；与传统直流输电技术相比，其具有向无源网络供电、独立控制有功和无功等优点。为满足高压大功率的要求，柔性直流输电技术中的电压源型换流器大多采用两电平、三电平或多电平换流器，但这些传统电压源型换流器都存在着缺点，如两电平和三电平换流器存在均压困难、输出谐波含量较高等问题，传统多电平换流器电平数不能过高，存在均压困难、控制复杂等问题。因此本文研究一种基于新型模块化多电平换流器的柔性直流输电系统，对其主电路结构、工作原理和控制调制策略分别进行研究。论文主要工作如下： (1)介绍了采用柔性直流输电技术和传统直流输电技术的两种高压直流输电系统的工作原理，分别从几个不同的方面对这两种高压输电技术进行阐述，分析比较了两种高压直流输电技术的主要区别，阐明柔性直流输电技术具有更广阔的应用前景。 (2)介绍了模块化多电平换流器的几种常见拓扑结构和各自的应用范围，阐述了双星形模块化多电平换流器的子模块工作原理和数学模型，比较了几种用于多电平换流器的调制技术，详细研究了载波移相调制技术在模块化多电平换流器中的应用。 (3)简要分析了电压源型换流器的工作原理和常用控制策略，建立了基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统在两种不同坐标系下的数学建模，详细研究了系统的控制策略，其中换流器采用内外双环控制对系统有功功率、无功功率、直流电压、交流电压等进行控制，采用电容电压均衡控制对子模块直流侧电容两端电压进行控制。 (4)用仿真软件PSIM建立了向无源网络供电的模块化多电平整流器、模块化多电平逆变器和基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统的仿真模型，针对换流器子模块直流侧器件的不同分别进行仿真分析，研究其输电性能。仿真结果表明采用载波移相PWM调制技术的基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统确实能降低器件开关频率，减少输出电压谐波含量，还能向无源网络供电，实现有功功率和无功功率的独立控制，更验证了本文理论分析和控制调制策略的正确性和可行性。
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