基于近似逆系统设计方法的直流有源滤波器

谐波治理是高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)系统的关键技术之一。本文分析了应用在HVDC直流侧的直流有源滤波器工作原理,提出了近似逆系统的控制策略。并在PSCAD／EMTDC软件平台和实际装置中进行了实践。仿真和实验样机验证了逆系统控制的可行性和有效性。控制系统稳定,滤波效果优良。     

近似逆系统方法应用于HVDC的有源直流滤波器

谐波治理是高压直流(HVDC)输电的关键技术之一。文中分析了应用在HVDC直流侧的有源直流滤波器的工作原理，从跟踪控制的角度出发，选取谐波源电流作为检测对象，把补偿电流作为反馈信号，构建了基于近似逆系统控制的复合控制；在控制器实现中，提出了以滤波器组构建近似逆系统的方法。PSCAD仿真和样机实验结果验证，因避开了弱信号提取问题，加之近似逆系统控制的快速稳定性，有源直流滤波器系统稳定、滤波效果优良，为下一步工业实施奠定了基础。     

近似逆系统方法应用于HVDC的有源直流滤波器

谐波治理是高压直流(HVDC)输电的关键技术之一。文中分析了应用在HVDC直流侧的有源直流滤波器的工作原理，从跟踪控制的角度出发，选取谐波源电流作为检测对象，把补偿电流作为反馈信号，构建了基于近似逆系统控制的复合控制；在控制器实现中，提出了以滤波器组构建近似逆系统的方法。PSCAD仿真和样机实验结果验证，因避开了弱信号提取问题，加之近似逆系统控制的快速稳定性，有源直流滤波器系统稳定、滤波效果优良，为下一步工业实施奠定了基础。     

双馈入直流输电系统中VSC-HVDC的控制策略

针对多馈入直流输电(multi-infeed direct current,MIDC)系统的稳定性问题,提出将基于电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)引入到MIDC系统中,用以改善MIDC系统公共连接母线的电压特性。建立HVDC和VSC-HVDC双馈入系统的物理模型,导出相应的数学模型。并通过坐标变换得出VSC功率传输方程的直角坐标形式。采用多变量非线性控制的逆系统方法,设计VSC-HVDC系统的非线性控制器。PSCAD/EMTDC 环境下的仿真实验表明,所设计的VSC-HVDC非线性控制器不仅能有效改善VSC-HVDC的动态特性,而且在交流系统发生扰动时能有效稳定系统电压,减少HVDC逆变站发生换相失败的几率,提高HVDC系统的运行可靠性。     

一种新型的直流输电技术--HVDC Light

随着半导体技术和新能源发电的发展,出现了基于VSC(Voltage Sourced Converters)技术的新型直流输电系统--轻型直流输电(HVDC Light),本文在介绍HVDC Light基本原理基础上,从结构和功能上和传统直流输电技术进行对比,阐述了HVDC Light的优点,并对其应用作了总结和展望.     

超高压大功率直流输电系统的先进控制技术应用及发展

在总结直流输电系统常规控制策略的基础上,综合评述了近年来先进控制技术在高压直流输电HVDC(High-Voltage Direct-Current power transmission)控制及调制技术中的应用研究现状．介绍了当前各种控制研究所采用的技术路线和实现方式．重点分析了各种控制方法和控制策略的优点和不足．指出了HVDC控制研究中亟待解决的问题,如控制策略的综合评估,系统化多馈入交直流系统直流调制信号选取原则．具有自适应阻尼能力的HVDC小信号调制技术．具有鲁棒性的大信号调制技术．全局协调控制等。对可能的研究手段进行了探讨。     

基于详细模型的HVDC系统非线性输出跟踪控制器

以往的HVDC系统控制研究采用的模型不够详尽,为了更真实地考察HVDC系统的特性,文中采用详细模型直流线路动态及触发延迟。采用此详细模型后微分几何方法及逆系统方法不便应用,为此提出了非线性输出跟踪控制器设计的关联度方法,这种方法物理意义明确,数学简单,适用范围广。应用此方法设计了详细模型下HVDC系统的非线性输出跟踪控制器,数学仿真表明所设计的这种HVDC系统控制器效果良好,关联度方法是有效的。     

多馈入直流输电系统的辅助频率协调控制

在高压直流(HVDC)输电系统上加装辅助频率控制器具有显著的经济效益.首先阐述了HVDC功率调制的基本原理及辅助频率控制的实现方法,然后提出了一种基于PID控制的多回HVDC辅助频率协调控制器.采用一个3机2直流系统对该控制器进行了时域仿真计算.仿真结果表明,加装了辅助频率协调控制器的多回HVDC系统能在任一回HVDC输电线路两侧交流系统发生大扰动时,实现两侧系统间功率的相互紧急支援,显著改善了两侧交流系统频率特性.     

基于系统辨识的HVDC直流有源滤波器重复控制方法研究

分析了已有HVDC直流有源滤波器控制方法的优缺点,并在交流有源滤波器重复控制方法的基础上,将基于系统辨识的重复控制方法应用于HVDC直流有源滤波器。根据重复控制和系统辨识原理,结合Matlab/Simulink仿真结果对控制器结构进行优化,有效提高了系统控制性能。对比分析了不同控制对象扰动水平对辨识精度、控制器参数设置以及系统性能的影响,表明基于系统辨识的重复控制是HVDC直流有源滤波器抑制直流侧谐波电流的有效控制方法。     

直流输电系统逆阻型IGCT换流阀研究

换相失败是基于晶闸管换流阀的高压直流（HVDC）输电系统常见故障,严重威胁电网安全运行。为有效解决换相失败难题,此处从电力电子器件的基本特性出发,提出了基于逆阻型集成门极换流晶闸管（IGCT）换流阀的换相失败抑制方法和直流输电系统拓扑方案。搭建了系统仿真模型,对比研究了在直流系统逆变侧出现换相失败故障后,采用晶闸管换流阀和逆阻型IGCT换流阀对直流系统的影响情况。仿真结果表明,逆阻型IGCT换流阀对换相失败故障的抑制效果良好。根据目前IGCT器件的研制水平,设计了逆阻型IGCT换流阀,并提出了控制逻辑。基于研究成果,进行了逆阻型IGCT换流阀样机研制。为验证样机性能,搭建了合成试验回路系统,开展了逆阻型IGCT换流阀的通流试验和电流关断试验,试验结果证明IGCT换流阀的设计和研制满足要求。研究结果可为以后直流输电工程的系统研究和换流站关键设备设计提供参考。     

抑制高压直流系统后续换相失败的定关断角控制改进方法

定关断角控制是高压直流输电系统抑制换相失败的主要控制策略之一,但当前针对其实测型和预测型控制的研究仍未能有效解决其响应速度与控制精度不足的问题,因此提出了抑制后续换相失败的关断角控制改进方法。首先,基于对直流系统换相过程及影响因素的分析,提出了考虑电压谐波的关断角预测方法。然后,将后续换相过程的关断角预测值引入直流系统的原有控制逻辑,从而改进定关断角控制策略。最后,基于PSCAD/EMTDC对改进后的控制方法进行了仿真分析和验证。仿真结果验证了该方法能有效地抑制直流系统的后续换相失败,提升了定关断角控制的响应速度和控制精度。     

非特征谐波引起的次同步振荡研究

次同步振荡（ＳＳＯ）是电力系统的一种动态不稳定现象,现电力系统地某一次同步频率,其模态阻尼为负,同系具有一与其相补的自然频率,就会引导机电相互 耦谐波引起的次同步振荡,指出可能发生次同振荡文章应用通信技术中调制理论分析研究了非特征谐波引起的次同步振荡,指出可能次同步振荡的频率范围,揭示了其机理。     

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。     

一种新型高压直流谐波电流测量方法

鉴于传统的谐波测量方法已难以满足高压直流输电(HVDC)谐波测量的需要,介绍了一种基于Rogowski 线圈的HVDC谐波电流测量系统,整个系统的准确度优于3%,谐波检测部分的准确度优于1%,该系统完全不受 直流分量影响,高低压端完全光纤隔离,易于绝缘,适于HVDC谐波测量,也可用于一般直流谐波的测量。     

葛—南直流系统南桥站的谐波抑制及无功控制

介绍了直流输电系统中谐波的来源及危害,分析了葛—南直流系统南桥站直流侧和交流侧的谐波特点及存在的问题,发现交流侧13次谐波滤波容量不足,计划将DA32电容器组改造为HP11.8滤波器组。文章还介绍了南桥站无功控制方式,重点分析了Umax和Qmax无功控制方式。试验验证了交流滤波器投切顺序,分析了南桥站直流系统启动必须先投入F1组交流滤波器的原因。     

高压直流输电系统中C型阻尼滤波器的优化模型及其算法

为综合解决高压直流输电系统中的谐波和无功补偿问题，根据C型阻尼滤波器既可抑制低次谐波，又兼具高通滤波性能，并且基波有功功率损耗几乎为零的特性，该文提出了使用C型阻尼滤波器组滤波的新方案，解决了高压直流输电工程中换流器交流侧的5、7、11、13次谐波的问题，建立了优化数学模型，并提出采用内罚孙 法和模式搜索法解决C型阻尼滤波器组参数优化配置问题，并以某高压直流输电系统交流侧换流站为例进行参数优化选择，得出结论证明，该方法具有提供无功补偿，有功损耗小和有效抑制谐波等优越性。     

Digital controller for hybrid filter in HVDC based on approximate inverse system

In order to eliminate the characteristic harmonics in high voltage direct current (HVDC) transmission systems and to simplify the analog controller structure, this paper proposes a new digital controller by adopting an approximate inverse system control strategy according to the frequency response characteristic of the hybrid power filter. The proposed digital controller is implemented with a TMS320C32 DSP, including a series of parallel digital band-pass filters, phase shifters and amplifiers. The results of both simulations based on PSCAD and experiments on a 30 kVA HVDC system prove that the proposed digital control system is stable and efficient for eliminating the harmonics. __________ Translated from Journal of Tsinghua University (Natural Science Edition), 2005, 45(10): 1305–1308 (in Chinese) by HUANG Zhen-hua     

直流输电换流站无功功率控制功能设计

直流输电系统无功功率控制的目的是保证交直流系统的无功交换满足系统要求,同时减轻换流站谐波对交直流系统及主设备的危害.实际工程中无功控制主要通过对交流滤波器组等无功单元的投切实现.需要考虑的因素有,交直流系统无功交换的平衡、交流系统稳态电压的限制、基本滤波条件的保证和滤波性能的优化、无功单元投切的均衡性、投切过程对系统的扰动等.直流输电系统的无功控制是一种多目标、多边界条件的复杂控制功能.按照实际工程的要求,对直流输电无功控制功能和策略的设计进行了全面的分析和介绍.