柔性直流輸配電系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、柔性直流輸配電系統(tǒng)具有快速控制系統(tǒng)潮流，穩(wěn)定交流電網(wǎng)電壓和能夠接入無源系統(tǒng)等優(yōu)點，可以廣泛的應(yīng)用于電網(wǎng)互聯(lián)、可再生能源并網(wǎng)、提高電能質(zhì)量以及向孤島供電等場合。同時，隨著大功率電力電子器件的發(fā)展，柔性直流輸配電系統(tǒng)的造價、運行和維護(hù)費用逐步降低，其傳輸容量和電壓等級逐步提高。該技術(shù)極大地拓展了直流輸電的應(yīng)用范圍，成為當(dāng)前輸配電領(lǐng)域的研究熱點之一。目前我國對于該輸配電技術(shù)的研究還處于起步階段，在這樣的背景下，本文就柔性直流輸配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、

2、工作原理、數(shù)學(xué)模型以及控制策略等方面進(jìn)行了研究，其主要完成以下幾個方面的內(nèi)容：
　　(1)首先分析了柔性直流輸配電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理，然后對柔性直流輸配電系統(tǒng)中的換流系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，利用開關(guān)函數(shù)對其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行線性化處理，最后通過坐標(biāo)變換導(dǎo)出了換流系統(tǒng)在各個坐標(biāo)系下的等效電路。在此基礎(chǔ)之上，利用直接功率控制算法對換流系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，提出了基于二自由度的電壓平方外環(huán)的直接功率控制算法，完成了適用于雙端互聯(lián)的柔性直

3、流輸配電系統(tǒng)的控制設(shè)計，論文通過計算機仿真驗證了換流系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的正確性以及所提出的控制策略的有效性。
　　(2)分析了電網(wǎng)在不對稱故障情況下，柔性直流輸電系統(tǒng)中直流電壓波動和直流傳輸功率出現(xiàn)波動的機理，提出利用陷波器與PI控制器相結(jié)合的直流電壓外環(huán)設(shè)計方案。同時，提出采用瞬時正序功率替代瞬時功率從而完成了對直接功率控制算法的改進(jìn)，最后通過計算機對不對稱故障情況的雙端柔性直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行仿真，其仿真結(jié)果驗證了該提出的改進(jìn)算法能夠有

4、效的抑制直流電壓的波動，并且降低電流諧波畸變率。
　　(3)提出了三相一單相牽引換流系統(tǒng)向牽引網(wǎng)供電的技術(shù)方案，分析了牽引換流系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，推導(dǎo)了單相換流系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并利用滑?？刂扑惴ㄍ瓿闪藛蜗鄵Q流系統(tǒng)向牽引網(wǎng)獨立供電的控制系統(tǒng)設(shè)計。最后論文以FPGA和DSP為核心控制器，IPM模塊為主電路，設(shè)計了一套三相一單相的實驗系統(tǒng)。論文通過計算機仿真和模擬實驗驗證了所采用控制算法能夠有效性的控制單相換流系統(tǒng)的電壓和頻率，同時