柔性多端直流輸電系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、自從20世紀(jì)90年代后，以全控型開關(guān)器件為基礎(chǔ)的電壓源型高壓直流輸電(Voltage Source Converter Based On High Voltage Direct Current Transmission,VSC-HVDC國(guó)內(nèi)也稱作柔性直流輸電)相比于傳統(tǒng)的交流輸電系統(tǒng)，其由于能夠向無(wú)源系統(tǒng)供電、系統(tǒng)穩(wěn)定性較好等優(yōu)勢(shì)而得到人們的重視。然而傳統(tǒng)的雙端高壓直流輸電（High Voltage Direct Current，HVD

2、C）在城市大電網(wǎng)互聯(lián)、新能源并網(wǎng)運(yùn)行等方面的缺點(diǎn)也逐步顯現(xiàn)，對(duì)于更加靈活、穩(wěn)定的輸電系統(tǒng)的需求也日益增大。因此基于VSC-HVDC的電壓源型多端高壓直流輸電系統(tǒng)(Multi-terminal HVDC System Based On Voltage Source Converter，VSC-MTDC)已成為目前眾多科研院校研究的熱點(diǎn)項(xiàng)目。VSC-MTDC系統(tǒng)是由多個(gè)電壓源換流器組成的直流輸電系統(tǒng)，因此該系統(tǒng)不但具有VSC-HVDC自身的

3、特點(diǎn)，同時(shí)由于多端相連還能夠?qū)崿F(xiàn)站間功率調(diào)配，解決多落點(diǎn)受電和多點(diǎn)供電等問(wèn)題。由于多端系統(tǒng)中涉及多換流站運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定問(wèn)題，因此相比于兩端系統(tǒng)，其控制方法也更加復(fù)雜多變，有必要對(duì)多端系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行仿真研究。
　　本文首先給出了VSC-HVDC系統(tǒng)分層控制的基本原理，并介紹了各部分的控制目標(biāo)。由于在換流站級(jí)控制中采用矢量控制，通過(guò)建立d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下三相兩電平換流器的數(shù)學(xué)模型，增加解耦項(xiàng)可以實(shí)現(xiàn)解耦達(dá)到有功量與無(wú)功量獨(dú)立控制

4、的目標(biāo)，使系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)便直觀。然后分別對(duì)矢量控制的內(nèi)環(huán)電流控制器和外環(huán)電壓控制器進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計(jì)，并給出控制環(huán)節(jié)中比例-積分(Proportional Plus Integral，PI)參數(shù)的一種計(jì)算方法。
　　針對(duì)傳統(tǒng)的VSC-MTDC系統(tǒng)中主從控制策略的不足，本文對(duì)傳統(tǒng)的主從控制方法進(jìn)行改進(jìn)，提出一種主站恒功率控制方式。該方法可在系統(tǒng)功率波動(dòng)時(shí)保持主站功率不變，將控制重點(diǎn)放在對(duì)直流電壓的穩(wěn)定上。同時(shí)又可利用其余從換流站