VSC-HVDC系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、電壓源換流器型直流輸電（VSC-HVDC）是一種以電壓源換流器和脈寬調(diào)制技術為基礎的新型直流輸電技術。該技術具備可向無源網(wǎng)絡供電，可以獨立控制有功功率和無功功率的傳輸，易于構建多端直流輸電網(wǎng)絡等優(yōu)點，所以VSC-HVDC系統(tǒng)在輸電和配電領域有著非常廣闊的應用前景，得到了國內(nèi)外工業(yè)界和學術界的廣泛關注。由于VSC-HVDC系統(tǒng)的運行性能與控制策略息息相關，因此，對VSC-HVDC系統(tǒng)控制策略的研究顯得至關重要。本文將針對VSC-HVDC系

2、統(tǒng)的控制策略展開如下研究：
　　首先，本文提出了兩端 VSC-HVDC系統(tǒng)的拓撲結構，分析了系統(tǒng)的基本運行原理。通過對換流器結構進行深入分析，建立了換流器在三相靜止坐標系、同步旋轉(zhuǎn)坐標系、兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型。根據(jù)比例積分控制器能夠?qū)崿F(xiàn)直流量無靜差控制的特性，完成了在同步旋轉(zhuǎn)坐標系下基于電網(wǎng)電壓定向的VSC-HVDC系統(tǒng)的矢量控制。
　　其次，為了實現(xiàn)電流的獨立控制，避免多次坐標變換以及電流交叉解耦控制，本文提出將比例

3、諧振控制器引入到 VSC-HVDC控制系統(tǒng)的電流內(nèi)環(huán)控制環(huán)節(jié)，以降低控制系統(tǒng)的設計難度，提高系統(tǒng)的魯棒性。通過分析換流站的工作過程得知，在逆變側(cè)輸出電流中往往存在直流分量，而直流分量的存在會影響系統(tǒng)的運行性能。因此提出了采用滑動均值濾波法完成直流量的分離，并結合比例積分控制器的控制特點，設計出了帶有直流分量抑制的電流內(nèi)環(huán)控制策略。隨后，在MATLAB/Simulink仿真軟件下，完成了平衡電網(wǎng)時，VSC-HVDC系統(tǒng)采用傳統(tǒng)PI控制算法

4、與本文提出的控制算法的功率躍變仿真，通過對比、分析仿真結果可知，本文所提控制算法不僅可以有效抑制直流分量，而且系統(tǒng)在功率躍變時具有較好的動態(tài)性能。
　　最后，通過對不平衡電網(wǎng)下 VSC-HVDC的控制策略的分析，建立了不平衡電網(wǎng)下 VSC-HVDC系統(tǒng)的數(shù)學模型，然后根據(jù)比例諧振控制器能夠?qū)涣髁繉崿F(xiàn)無靜差控制的特性，提出了基于PR控制的雙序電流內(nèi)環(huán)控制策略。為了避免復雜的數(shù)學計算，在 VSC-HVDC系統(tǒng)的外環(huán)控制中引入了諧振積