基于電壓源換流器的柔性直流輸電的控制方法研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展，以電壓源換流器和PWM調(diào)制技術(shù)為核心的柔性直流輸電技術(shù)正受到越來越多學(xué)者及電力工作者的關(guān)注。由于VSC-HVDC輸電系統(tǒng)具有不消耗無功功率、能對有功和無功實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制以及向無源系統(tǒng)供電等鮮明特點(diǎn)，該技術(shù)在城市配網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建、異步電網(wǎng)間交易以及新能源發(fā)電等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。本文在該背景下對VSC-HVDC輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理以及控制策略展開了研究。
　　本文首先對VSC-HVDC系統(tǒng)的功率傳輸特性以及

2、基本工作原理進(jìn)行了分析。引入了開關(guān)二值邏輯函數(shù)，并在三相靜止坐標(biāo)中建立了換流系統(tǒng)的高頻開關(guān)函數(shù)暫態(tài)模型，該模型物理含義明確、精度高，但是高頻分量的存在不利于控制器的設(shè)計(jì)，于是分別推導(dǎo)了換流系統(tǒng)在兩相αβ靜止坐標(biāo)系和兩相dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的基頻動(dòng)態(tài)模型。
　　為了對強(qiáng)耦合、多變量、非線性的電流內(nèi)環(huán)控制進(jìn)行解耦，引入了前饋解耦器，使兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的 d軸電流 q軸電流之間的控制互相不受影響。由于電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過程中的系統(tǒng)頻率會(huì)

3、發(fā)生波動(dòng)，影響鎖相環(huán)對同步相位的檢測。因此，借助軟鎖相環(huán)的概念，對傳統(tǒng)的鎖相環(huán)進(jìn)行改進(jìn)，使改進(jìn)鎖相環(huán)之后的系統(tǒng)抗頻率波動(dòng)能力有顯著提高。針對內(nèi)、外環(huán)控制系統(tǒng)中PI參數(shù)難以調(diào)節(jié)的的問題，本文提出了內(nèi)環(huán)模值最優(yōu)PI整定法和外環(huán)對稱最優(yōu)PI整定法，使內(nèi)環(huán)響應(yīng)速度增快、外環(huán)抗干擾能力和穩(wěn)定性增強(qiáng)。
　　針對電網(wǎng)發(fā)生不對稱故障的情況，分析了負(fù)序分量對同步相位檢測以及系統(tǒng)運(yùn)行的不良影響；利用瞬時(shí)對稱分量理論建立了正、負(fù)序分量在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)