基于電壓源換流器的高壓直流輸電控制策略及仿真分析.pdf

1、VSC-HVDC是一種以全控型器件為基礎(chǔ)的，具有電流自關(guān)斷能力的高壓直流輸電技術(shù)。因其擁有提高電能質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)綠色能源并網(wǎng)、完成有功功率和無功功率獨(dú)立控制、向弱交流系統(tǒng)或無源網(wǎng)絡(luò)供電等方面的獨(dú)特優(yōu)勢，受到了各國專家和學(xué)者的關(guān)注，成為目前輸配電領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。該技術(shù)也極大地拓展了直流輸電的應(yīng)用范圍，解決了向海上平臺(tái)、孤立海島、偏遠(yuǎn)城鎮(zhèn)的供電問題，以及分布式能源和海上風(fēng)電場并網(wǎng)的難題。
　　本文針對(duì)VSC-HVDC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原

2、理、控制體系、數(shù)學(xué)模型、控制策略等方面進(jìn)行了詳細(xì)研究。首先從VSC-HVDC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入手，著重研究了電壓源換流器(VSC)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理及控制特性，為VSC-HVDC系統(tǒng)的運(yùn)行與控制打下基礎(chǔ)。接著對(duì)VSC-HVDC的運(yùn)行原理進(jìn)行了研究，得出調(diào)節(jié)輸出電壓的相角及幅值即可實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率和無功功率控制的結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了VSC-HVDC系統(tǒng)的控制體系框架，將控制體系劃分為總控制層、直流站控制層、極控制層、閥控制層四層結(jié)構(gòu)，加深了

3、對(duì)各層次間的關(guān)系及控制范圍和功能的了解，為VSC-HVDC控制策略的提出奠定了基礎(chǔ)。隨后推導(dǎo)了VSC-HVDC系統(tǒng)在abe三相靜止坐標(biāo)系及dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并通過對(duì)不同控制方式的分析研究，設(shè)計(jì)了整流站采用定有功功率控制，逆變站采用定直流電壓控制的雙環(huán)前饋解耦控制策略，且為了優(yōu)化系統(tǒng)性能，對(duì)啟動(dòng)環(huán)節(jié)和限流環(huán)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后在PSCAD/EMTDC環(huán)境中建立了兩端均接入有源網(wǎng)絡(luò)的VSC-HVDC系統(tǒng)的通用模型，通過對(duì)啟動(dòng)控制階段