向弱電網(wǎng)供電的柔性直流輸電系統(tǒng)的虛擬慣性控制及參數(shù)設(shè)計.pdf

1、隨著大功率IGBT和控制技術(shù)的發(fā)展，基于電流源換流器的高壓直流輸電(VS C-HVDC)技術(shù)的應用越來越廣泛。由于VSC-HVDC采用全控型器件和PWM調(diào)制技術(shù)，使其具備四象限運行，實現(xiàn)有功功率和無功功率的獨立控制以及不需要交流電網(wǎng)提供換相電壓就可以向弱交流電網(wǎng)甚至無源網(wǎng)絡(luò)供電的技術(shù)特點。這些技術(shù)特點使柔性直流輸電在智能電網(wǎng)的建設(shè)（如分布式電源并網(wǎng)、海島供電及非同期互聯(lián)）中具有獨特優(yōu)勢，但由于柔性直流輸電發(fā)展時間不長，對其理論知識的完善

2、及其在工程上的應用還需要國內(nèi)外技術(shù)人員的進一步研究。當VSC-HVDC向弱電網(wǎng)供電時，由于弱交流電網(wǎng)中本地發(fā)電機容量的支撐過少，大的負荷擾動會對頻率的質(zhì)量造成較大的影響。如果可以設(shè)計一種控制策略間接的增大受端系統(tǒng)的慣性，以增強對頻率的支持。這一工作將具有很大的研究價值。
　　本文在前人研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了VSC-HVDC的控制系統(tǒng)，其送端整流站采用定直流電壓和定無功功率控制，受端逆變站采用定交流電壓控制和頻率控制。通過對受端逆變站

3、出口回路方程及同步發(fā)電機工作原理的對比，設(shè)計了虛擬慣性控制器，前級功頻下垂控制器和勵磁控制器。將受端本地發(fā)電機模型和VSC-HVDC的虛擬慣性控制進行整體的頻率響應分析后，根據(jù)其二階系統(tǒng)函數(shù)的臨界阻尼思想，設(shè)計了虛擬轉(zhuǎn)動慣量的取值，并探討了其取值大小對逆變站負載率設(shè)計的影響。
　　基于PSCAD/EMTDC的數(shù)字仿真針對在等量負荷變化及交流故障時，不同虛擬轉(zhuǎn)動慣量取值時對系統(tǒng)頻率響應的影響進行了仿真比較。研究表明，新的虛擬轉(zhuǎn)動慣量