基于電壓源換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)控制方法的研究.pdf

1、1990年，加拿大McGill大學(xué)Boon-Teck Ooi等人首次提出了基于電壓源換流器的高壓直流輸電(High Voltage Direct Current Based on Voltage SourceConverter，VSC-HVDC)技術(shù)的概念。以電壓源換流器(Voltage Source Converter，VSC)和脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)技術(shù)為支撐的VSC-HVDC技術(shù)具有良好的

2、可控性和靈活性。VSC-HVDC在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、交流系統(tǒng)互聯(lián)、構(gòu)筑多端直流輸電系統(tǒng)和城市配電網(wǎng)增容等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。VSC-HVDC已經(jīng)成為未來智能電力技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。
　　 采用新型控制方法和控制器的設(shè)計是VSC-HVDC的一個重要研究內(nèi)容。
　　 雙端VSC-HVDC系統(tǒng)常用的控制策略有定直流電壓控制、定交流電壓控制、定有功功率控制和定無功功率控制。為了維持直流電壓恒定，保證有功功率傳輸，一側(cè)

3、需采用定直流電壓控制，另一側(cè)采用定有功功率控制。控制器多數(shù)采用外環(huán)和內(nèi)環(huán)相結(jié)合的直接電流控制方式，外環(huán)控制器的輸出為內(nèi)環(huán)電流控制器提供參考信號。本文所做工作如下:
　　 建立VSC-HVDC的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)兩端聯(lián)接有源系統(tǒng)的VSC-HVDC拓撲結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)其在abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，通過Park變換得到系統(tǒng)在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。引用前饋補償技術(shù)實現(xiàn)d軸分量和q軸分量的解耦，進一步使有功功率和無功功率的獨立控制變成現(xiàn)實。最后，

4、基于PI控制方法設(shè)計電流解耦控制器。
　　 實現(xiàn)對VSC-HVDC數(shù)學(xué)模型的反饋線性化。在雙端VSC-HVDC系統(tǒng)dq坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型的狀態(tài)空間表達式的基礎(chǔ)上，運用非線性控制理論中的多輸入多輸出系統(tǒng)反饋線性化方法，通過適當(dāng)?shù)姆蔷€性變換，實現(xiàn)對VSC-HVDC系統(tǒng)的解耦控制。最后，設(shè)計系統(tǒng)的定功率和定直流電壓控制器。
　　 對采用兩種控制方式的VSC-HVDC系統(tǒng)進行仿真對比分析。針對VSC-HVDC系統(tǒng)模型，一種是采用常