轻型高压直流输电系统的动态建模及非线性解耦控制

轻型高压直流输电是基于脉宽调制电压源型换流器的新一代直流输电，具有功率控制灵活、可向有源和无源网络输电、产生的谐波含量小等优点。建立了基于同步旋转坐标系下的轻型高压直流输电系统的动态模型，采用反馈线性化方法设计了非线性解耦控制器，实现输送有功、无功功率的独立控制。应用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对轻型直流输电系统的功率调节控制原理进行了仿真分析，对模型和控制器的有效性进行了多角度验证。     

两种可适用于分层接入的特高压直流输电控制系统

直流的分层接入方式将特高压直流输电线路接入不同电压等级电网,作为一种新的网络结构,其控制系统需要重新设计。本文结合传统的特高压直流输电控制系统详细分析了分层接入方式下特高压直流系统的控制系统,并介绍了工程中广泛使用的两种技术路线,据此设计了两种不同的特高压直流输电分层接入方式下的控制系统。基于PSCAD\EMTDC的仿真平台,本文针对两种控制系统建立了详细的仿真模型,并分析了控制系统之间的差异。研究发现分层接入方式下逆变侧的控制系统较常规特高压直流输电控制系统有一定差异,本文设计的控制系统均可以满足分层接入的方式下,直流输电控制系统对于控制的要求。     

轻型直流输电在海上风力发电并网中的应用

比较海上风电场的并网方法,说明了轻型直流输电技术在连接风电场与电网方面具有的独特优势。在换流站的d-q解耦控制基础上,研究设计了轻型直流输电控制器,并利用PSCAD/EMTDC仿真软件,对海上风电场的轻型直流输电模型进行仿真。仿真结果表明,轻型直流输电能很好地承担海上风电场的并网工作,并且具有快速的电流响应特性和鲁棒性。     

基于PCHD模型的VSC-HVDC系统的L2增益控制

基于轻型高压直流输电系统的端口受控哈密顿系统(PCHD)模型,提出了一种针对基于电压源换流器的轻型高压直流(VSC-HVDC)输电系统的L2增益控制新方法。首先根据VSC-HVDC的不同控制方式,确定相应的dq坐标下的电流参考值。在此基础上,根据控制目标和能量平衡的关系设计误差系统的能量存储函数,通过L2增益控制的方法设计控制器,实现对参考电流的渐近追踪和对外界干扰的抑制。仿真结果验证了所提出的控制策略的正确性和有效性。     

基于克拉克变换的VSC-HVDC系统控制器设计及其PI参数整定

在电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)控制系统中,利用解耦方法设计的传统dq坐标系控制器,其dq轴在实际运行中交叉耦合不能完全被消除从而影响控制器的控制效果,为此提出了一种基于克拉克变换的非解耦方法新型柔性直流输电系统比例积分(PI)控制器结构,并利用状态空间平均法进行PI参数整定,通过MATLAB仿真软件对设计的PI控制器进行仿真,验证了其可靠性和准确性。     

基于PCHD模型的VSC-HVDC系统无源控制研究

基于端口受控耗散哈密顿系统（PCHD）模型,提出了一种针对基于电压源换流器的轻型高压直流（VSC—HVDC）输电系统的无源控制新方法。该方法就是将轻型高压直流输电的换流站模型等效成一个具有耗散性质的无源系统,并根据VSC—HVDC的4种不同控制方式,确定相应的dq坐标下的电流参考值。在此基础上,通过互联与阻尼配置的方法设计无源控制器,追踪参考电流,实现独立调节瞬时有功、无功功率。仿真结果表明了该控制策略具有良好的暂态控制性能和鲁棒性。     

轻型直流输电及其应用研究

轻型直流输电（HVDC Light）系统是一种基于电压源型换流器（VSC）和脉宽调制技术（PWM）的新型直流输电技术。随着风电等新能源发电并网规模的不断扩大,轻型直流输电得到了广泛应用和发展。轻型直流输电控制和运行方式简单,输出波形好,具有广阔的应用范围和良好的发展前景。本文主要介绍了轻型直流输电系统的基本原理、与传统高压直流输电相比的优势以及轻型直流输电的应用研究。     

基于MATLAB的轻型直流输电系统的仿真

轻型直流输电(HVDC Light)是一种新型的输电技术,以电压源换流器(VSC)为核心,控制上采用脉宽调制技术(PWM)以达到高可控性直流输电的目的。文章首先分析了轻型直流输电系统的基本结构和原理,然后利用MATLAB仿真软件建立一个三电平轻型直流输电系统的仿真模型,最后对仿真结果进行分析,仿真结果表明建立的轻型直流输电系统具有较好的稳定精度和响应速度。文章为将来研究轻型直流输电系统的物理模型奠定了一定的理论基础。     

基于PR控制的VSC-HVDC系统仿真研究

基于电压源新型高压直流输电(VSC-HVDC)系统具有广阔的应用前景,这种新型的直流输电技术和传统直流输电相比,有许多优点。针对VSC-HVDC系统中的传统PI控制方式的缺点,给出了一种PR(proportional-resonant比例谐振)控制器控制方式,该控制器能够在静止αβ坐标系下实现零稳态误差控制,并且不需要进行电网前馈补偿。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件下搭建了其模型,进行了仿真分析。结果表明PR控制的正确性。     

MMC型HVDC-Light双闭环控制的参数设计方法

针对模块化多电平换流器型高压直流输电系统换流站级控制,为实现PI调节器参数的快速、准确调节,在分析模块化多电平换流器型轻型直流输电系统连续数学模型的基础上,引入前馈控制,提出了包含前馈-反馈和稳态逆模型的双闭环控制;并对改进后的双闭环控制系统控制器主要参数的设计方法进行了深入研究,详细推导了参数设计过程;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的控制系统结构及其参数设计方法进行了仿真验证,结果证实了所述方法的可行性和有效性。     

基于VSC的高压直流输电系统的非线性控制

基于电压源型换流器的高压直流输电系统是一个多变量、非线性、强耦合的系统,建立精确的换流器数学模型比较困难。文章采用非线性变换和非线性系统反馈线性化理论,建立了同步旋转坐标系下VSC-HVDC系统换流器的非线性数学模型,结合线性系统最优控制原理,设计了VSC-HVDC系统的状态反馈线性化解耦控制器,实现系统有功功率和无功功率的解耦控制。基于PSCAD/EMTDC的数字仿真,验证了所设计的控制器具有良好的控制性能。     

基于接口修正方程的含柔性直流大电网解耦潮流算法

含柔性直流的大电网潮流计算是深入研究柔性直流运行特性的基础。潮流算法主要包括交直流联立求解算法和交直流交替求解算法两类。前者无法利用已有的交流计算程序,扩展性差;后者存在收敛性差、有交替误差等缺点。基于接口修正方程技术,构建了含柔性直流的大电网解耦潮流算法。通过把换流器交流侧和直流侧的节点分裂开,形成换流器、交流网络和直流网络三部分,利用交流网络、直流网络各自与换流器之间的接口修正方程,实现交流电网和柔性直流的潮流计算解耦。该算法可弥补常规算法的不足,同时具备扩展方便和收敛性好的优势。实际的柔性直流工程算例结果验证了方法的正确性及上述优点。     

直流双极闭锁故障下送端系统暂态过电压计算方法

针对特高压直流输电系统闭锁引起的暂态过电压严重威胁系统安全运行的问题,推导建立了直流双极闭锁后换流母线暂态电压的解析表达式。在此基础上,建立了送端交流系统电力网络等值模型,推导出了直流双极闭锁后送端交流系统内任一关键节点暂态过电压的计算方法。为判断送端新能源节点面临高压穿越问题的严重程度、提前发现系统薄弱环节,提出用阻抗比来表征节点的暂态过电压程度。在直流双极闭锁后节点暂态电压压升值随着阻抗比增大而呈现线性升高的趋势。基于DIgSILENT仿真平台,搭建了CIGRE直流输电标准测试系统和吉泉±1100 kV高压直流送端系统,验证了送端系统暂态过电压计算方法及结论的正确性。     

基于虚拟磁链直接功率控制的HVDC Light

随着电力电子技术和新能源发电的快速发展,出现了基于VSC（Voltage Sourced Converters）技术的轻型直流输电系统（HVDC Light）。文中阐述了基于VSC的柔性直流输电系统的结构和工作原理,利用基于虚拟磁链直接功率控制的方法对HVDC Light系统进行了仿真,实现了双侧换流器的独立控制,仿真结果证实了基于此算法的HVDC Light系统可以正常稳定地运行,对有功功率和无功功率实现了协调控制,并且可以满足系统不同的无功需求。     

海上风电场与柔性直流输电系统的新型协调控制策略

提出了一种适用于采用双馈机型的海上风电场与柔直输电系统的新型协调控制策略。接入风电场的送端换流站采用基于锁相环的定功率控制,根据风电场的有功参考值控制其有功功率输入,并且在送端换流站的有功功率控制外环中加入有功功率与直流电压平方的下垂特性来加强直流电压暂态稳定性;双馈风电机组采用同步控制,调节海上风电场交流电网的电压幅值和角度。相对于经典协调控制策略,该控制策略可以加强柔直输电系统的直流电压稳定性,对通信延时不敏感,通信成本较低。该控制策略还实现了送端交流电网故障下系统的故障穿越。文中以风电场接入基于多电平的两端柔直输电系统作为仿真研究对象,通过仿真分析验证了该协调控制策略的有效性和优越性。     

多HVDC输电系统SSO抑制措施的协调控制研究

近年来,HVDC输电系统引起的次同步振荡（SSO）现象引起了众多专家学者的重视,附加次同步阻尼控制器（SSDC）是目前较为普遍的抑制措施.故以贵州电网多HVDC交直流混合输电系统为背景,对SSDC的协调控制问题进行了较为深入的探索.理论分析和大量仿真验证表明,SSDC和附加次同步励磁控制器（SEDC）提供的电气阻尼是解耦的,可以分别进行整定.而对配置在不同直流线路换流站处的多台SSDC进行整定时,协调控制是十分必要的.同时,随着通信技术的不断发展,取发电机组转速作为SSDC的输入信号会达到更理想的抑制效果.     

轻型高压直流输电技术的发展与展望

介绍了在原有高压直流输电(HVDC)基础上，以电压源换流器和绝缘栅双极晶体管为主要部件发展起来的轻型HVDC技术，分析了轻型HVDC的基本原理和技术特点，比较了轻型HVDC与传统HVDC之间的区别，简要介绍了轻型HVDC在国外的一些工程应用以及我国的研究现状，并指出目前的主要研究领域，展望了其发展前景。     

基于电压下降方式的VSC-MTDC控制方式研究

电压源换相高压直流输电是基于电压源换流器(VSC)的新一代高压直流输电技术。首先对VSC-HVDC的内外环控制进行分析,确定内外环控制方式,然后对多端柔性直流输电(VSC-MTDC)的控制策略进行研究,采用电压下降的控制方式对五端直流系统进行建模,利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真模拟。结果表明采用电压下降控制方式的VSC-MTDC具有良好的系统协调性,具备利用上层控制可以快速自动调节功率分配的特性,并且具有良好的扩容性。     

轻型高压直流输电系统的仿真与故障分析

轻型高压直流输电（high voltage direct current light,HVDC Light）是一种基于电压源换流器（voltage sourced converters,VSC）和脉冲宽度调制技术的新型直流输电形式,其运行控制简单,输出波形好,解决了传统高压直流输电换相困难,两端必须采用有源电源等问题。分析了HVDC Light系统的结构及基本原理,针对定直流电压和定有功功率的控制方式,构建了HVDC Light系统的MATLAB仿真模型;分析了系统的功率和直流电压的稳态特性,并针对几种常见的交流侧物理量扰动和三相短路故障进行了仿真分析。结果表明,受到扰动后的系统能够在0.3 s左右恢复稳态。仿真结果证明了HVDC Light系统的可行性和仿真模型的正确性,为HVDC Light系统的实际应用提供了参考。