多端柔性直流系統(tǒng)運(yùn)行及控制參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、柔性直流輸電(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)是一種以電壓源換流器和脈寬調(diào)制等技術(shù)為基礎(chǔ)的新型直流輸電技術(shù)。與傳統(tǒng)高壓直流輸電相比，VSC-HVDC采用了全控型器件，實(shí)現(xiàn)了有功功率和無(wú)功功率的解耦，能夠向弱交流系統(tǒng)甚至無(wú)源網(wǎng)絡(luò)供電，不會(huì)發(fā)生換相失敗，很適合應(yīng)用于海上風(fēng)電并網(wǎng)、分布式能源接入、交流系統(tǒng)互聯(lián)、構(gòu)造多端柔性直流(Voltag

2、e Source Converter based Multi-terminal Direct Current，VSC-MTDC)系統(tǒng)等領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)外引起了廣泛的關(guān)注。本文對(duì)多端柔性直流系統(tǒng)的電壓協(xié)同控制策略、控制參數(shù)優(yōu)化和優(yōu)化運(yùn)行進(jìn)行了如下研究:
　　在dq0旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立了電壓源換流器的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了VSC-HVDC的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu):外環(huán)根據(jù)所連接網(wǎng)絡(luò)的不同選用不同的控制策略，內(nèi)環(huán)采用前饋補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有功功率和無(wú)功功率的解

3、耦。在VSC-HVDC控制策略的基礎(chǔ)上，研究了VSC-MTDC適用的直流電壓主從控制、直流電壓偏差控制和直流電壓斜率控制這三種多端系統(tǒng)的控制策略，對(duì)三種控制策略進(jìn)行了對(duì)比，并設(shè)計(jì)了三種策略的控制器結(jié)構(gòu)。
　　提出了一種確定VSC-MTDC系統(tǒng)控制參數(shù)的方法，可以保證控制器對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定的控制。首先以控制器外環(huán)控制量的穩(wěn)態(tài)偏差最小為目標(biāo)，確定各控制器控制參數(shù)的初始值，保證對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的控制能力;再根據(jù)系統(tǒng)過(guò)

4、渡過(guò)程中控制特性區(qū)域的不同劃分時(shí)間區(qū)間，構(gòu)造了VSC-MTDC控制特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并以此為目標(biāo)函數(shù)采用單純型算法對(duì)控制參數(shù)的初始值進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，最終得到控制參數(shù)的最優(yōu)值。仿真驗(yàn)證表明本文提出的控制參數(shù)整定方法可以改善系統(tǒng)的控制精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
　　提出了一種適用于VSC-MTDC的分層優(yōu)化控制體系，可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的網(wǎng)損進(jìn)行優(yōu)化。其中控制體系的下層采用直流電壓斜率控制策略，是控制體系的基礎(chǔ);上層通過(guò)采集