VSC-MTDC系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制及模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電力技術(shù)的發(fā)展，通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等技術(shù)在電網(wǎng)中得到廣泛深入的應(yīng)用，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)可再生能源的開(kāi)發(fā)、輸送和消納，必須提高電網(wǎng)的靈活性和兼容性。在此背景下，智能電網(wǎng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而基于電壓源換流器的高壓直流輸電(VSC-HVDC)系統(tǒng)是構(gòu)建智能電網(wǎng)的重要組成部分，因此，VSC-HVDC方面的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 VSC-HVDC技術(shù)集輸電容量大、可控性好、能進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償、能改善電能質(zhì)量以及環(huán)境友好等

2、優(yōu)點(diǎn)于一身，是目前世界上公認(rèn)的、具有巨大優(yōu)越性的風(fēng)電并網(wǎng)方式。而基于電壓源換流器的多端高壓直流輸電系統(tǒng)(VSC-MTDC)是具有多個(gè)電壓源換流器的VSC-HVDC系統(tǒng)，因此它不僅具有兩端VSC-HVDC系統(tǒng)的特點(diǎn)，還能夠用以解決多電源供電或多落點(diǎn)受電的輸電問(wèn)題，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)各換流站間功率的相互協(xié)調(diào)，能帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)性和靈活性。但是與兩端VSC-HVDC系統(tǒng)相比，VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制及潮流變化更加復(fù)雜，因此，有必要對(duì)VSC-MT

3、DC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略及其模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行研究。
　　 本文首先建立了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，通過(guò)增加解耦項(xiàng)可以實(shí)現(xiàn)解耦，有利于控制器的設(shè)計(jì);隨后本文給出了VSC-HVDC系統(tǒng)分層控制的基本原理，在換流站級(jí)控制中采用矢量控制，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)行了設(shè)計(jì)，并在PSCAD/EMTDC中對(duì)其有效性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 然后，針對(duì)現(xiàn)有的VSC-MTDC系統(tǒng)控制策略的不足，

4、本文在傳統(tǒng)直流電壓-有功功率調(diào)節(jié)特性的基礎(chǔ)上，對(duì)定有功功率控制特性曲線進(jìn)行了改進(jìn)，增加了斜率控制段和定直流電壓控制段，同時(shí)在斜率控制與定直流電壓控制的切換中引入滯環(huán)控制，進(jìn)而提出基于改進(jìn)直流電壓-有功功率調(diào)節(jié)特性的VSC-MTDC系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略，隨后對(duì)換流站直流電壓的計(jì)算進(jìn)行了分析，并在PSCAD/EMTDC中對(duì)該控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 接著，本文對(duì)VSC-MTDC模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件和軟件分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)。系統(tǒng)換流站的主

5、電路以智能功率模塊為核心，文中對(duì)其外圍電路及電源電路進(jìn)行了設(shè)計(jì);系統(tǒng)的控制器選用DSP芯片TMS320F2812和FPGA芯片EP3C25Q240C8，每個(gè)控制器分別控制兩個(gè)換流站;文中給出了系統(tǒng)的主要控制電路原理圖，同時(shí)給出了相關(guān)系統(tǒng)軟件，主要包括主程序、A/D采樣子程序、控制中斷子程序以及數(shù)字PI算法子程序。
　　 最后，在系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，建立了低壓、小功率的VSC-MTDC模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，給出了