电压源换流器高压直流输电系统的精确线性化变结构控制器设计

建立电压源换流器高压直流输电系统在同步旋转dq坐标系下的暂态非线性数学模型。为实现对这个非线性系统的控制器的直接设计,采用状态反馈精确线性化的方法,将非线性的数学模型转化成线性的形式。然后,运用变结构的控制方法,设计整流侧和逆变侧的控制器,从而实现直流侧电压恒定和有功、无功功率的独立解耦控制。最后,建立Matlab的仿真模型进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的暂态控制性能和较强的鲁棒性。     

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。     

新型直流输电系统的非线性附加控制器设计

基于电压源换流器(voltage source converter VSC)和脉宽调制(pulse width modulation PWM)技术的新型高压直流输电(VSC-HVDC)系统,不仅具有有功功率快速调节能力,而且具有无功功率快速调节能力.该文以非线性理论和最优控制理论为基础,通过建立单机经交直流并联于无穷大电力系统的机电振荡非线性数学模型,利用精确线性化理论将非线性系统化为线性系统,在线性系统的基础上设计最优控制器,通过坐标变换,得出非线性附加控制规律,仿真结果表明VSC-HVDC系统在装设了该附加控制器后,可显著增加系统振荡阻尼,快速恢复系统稳定.     

新型VSC-HVDC控制器设计

针对电压源型高压直流输电(voltage sourceconverter-high voltage derect current,VSC-HVDC)控制中各阶段的特点,将控制过程分为启动和非启动2个阶段,对非启动阶段中暂态阶段采用模糊控制,当系统进入稳态时,切换成常规比例–积分控制,以减小传统模糊控制而出现的抖振现象。同时配合使用反馈线性化理论对内电流环进行了建模,最终为VSC-HVDC设计了新型的控制器。实现了MATLAB与PSCAD仿真软件的互连,并进行了仿真,结果表明提出的控制策略具有良好的控制效果。     

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。     

基于电压源换流器的高压直流输电系统控制研究

基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)是理想的风电场并网输电方式。文章针对VSC-HVDC系统,在功率外环控制、电流内环控制的双闭环传统控制方式基础上,电流内环采用输入—输出反馈线性化的控制方法,实现了对dq轴电流的解耦控制,提高了控制器性能。利用Matlab/Simulink搭建相应的仿真模型,通过对系统稳态和故障工况的仿真分析,验证了所设计控制方案的有效性和可靠性。     

基于定量反馈理论的电压源换流器高压直流输电系统鲁棒控制器

PI控制是基于电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统控制器的主流,但面对系统的不确定性时,PI控制器表现出较弱的运行性能。针对这一问题,在传统矢量控制策略的基础上,结合定量反馈理论,提出了一种新的鲁棒控制策略。该策略在设计中可以考虑相位信息,直观地权衡控制器复杂性与性能指标,设计方法简单,易于工程人员现场调节和操作。在不同的运行条件下,用PSCAD软件对控制系统进行了仿真,并与PI控制器下的系统性能进行对比。仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的鲁棒性和动态性。     

一种新型的高压直流输电技术——MMC-HVDC

介绍了模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)的基本结构、工作原理和技术特点,比较了MMC-HVDC相对于电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)的优势;对MMC-HVDC目前在国内外的研究进展和工程应用情况进行了回顾,分析了MMC-HVDC技术的不足之处和未来发展中可能的重点方向,包括主电路拓扑的相关问题研究、系统设计、故障保护、接地、谐波和损耗等,指出目前研究所采用的MMC-HVDC分析模型精度较低;因自身拓扑限制,目前成熟的VSC-HVDC控制方法无法直接用于MMC-HVDC;MMC-HVDC拥有较强的故障保护能力,当前研究着重于故障仿真分析,亟待探讨适合工程应用的保护策略;由于直流侧无需安装高压电容器组,MMC-HVDC接地实现困难;由于MMC-HVDC子模块数较多,采用较低的开关频率可得到较好的输出电压波形,使得系统损耗大幅降低;最后探讨了适合我国国情的MMC-HVDC工程实践。     

双通道高压直流附加频率极点配置控制器设计

为提高HVDC孤岛运行方式下的输电能力,同时抑制次同步振荡与低频振荡,提出了一种双通道附加频率极点配置控制策略。利用改进最小二乘旋转不变辨识算法,辨识出孤岛运行方式下系统低频与次同步振荡的开环传递函数。再利用系统的根轨迹图,通过调整系统的增益,可以初步得到一些使系统稳定的闭环极点,逐渐调整闭环极点的实部,得到期望的极点,以及观测器极点,然后利用带观测器的极点配置法,得到使系统稳定的控制器传递函数。为比较极点配置控制器的效果,设计了PID控制器与其进行对比。经过电磁暂态仿真软件Pscad仿真表明:该设计的极点配置控制器同时抑制孤岛运行方式下系统的低频与次同步振荡效果良好,改变运行方式,适应性较好,鲁棒性较PID控制器好;传统的PID控制器对系统的运行方式要求比较高,改变运行方式,效果变差,鲁棒性不好。因此,设计的极点配置控制器可以实现同时抑制HVDC孤岛运行方式下发生的低频与次同步振荡,有较好的鲁棒性,有一定的工程参考意义。     

新型多端直流输电技术研究

随着电力电子器件的发展,电压源换流器VSC(voltage source converter)在多端直流输电系统中得到了应用。针对传统的基于电流源换流器(CSC)的输电技术的缺陷,例如运行中无功需求大,而且一旦交流系统发生干扰,就容易发生换相失败等等,新型的基于电压源换流器弥补了部分传统输电技术上的缺憾,得到了社会及科研工作者的广泛关注。从工作原理,数学模型以及控制方式等方面综述了目前基于VSC的多端直流系统(VSC-MTDC)研究现状,并对其应用领域,以及存在的问题进行展望。     

高压直流输电系统的非线性附加控制器设计

针对包含两条直流传输线路的交直流互联系统,采用状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合的方法,同时设计了两条直流线路的非线性变结构附加控制器。最后对系统进行仿真,其仿真结果表明所设计控制器能够很好的抑制发电机功角振荡,有效地提高系统的暂态稳定性,达到良好的控制效果。     

基于轻型直流输电控制系统的VSC换流控制器仿真研究

基于VSC技术的轻型直流输电技术是近年发展起来的一种适用于小功率传输的新型高压直流输电技术。它采用绝缘栅双极晶体IGBT组成的电压源型换流器（Vsc）和基于微机控制的PwM技术控制,运行方式简单,输出波形好。主要研究轻型直流输电系统逆变器的控制技术及其应用,介绍了HVDC Light控制系统的结构及控制原理;在此基础上,设计了一种Vsc换流控制器,使用MATLAB建模仿真。仿真结果表明,所设计的控制器灵活、简便、有效,能够很好地控制系统的潮流与稳定,满足各种控制方式的需要。     

高压直流输电技术发展与应用前景

综述了近年来高压直流输电技术的发展。由于新型电力电子元器件,电压型换流器,工作更可靠的接线方式及有源滤波器和新型直流电缆等的应用,使得高压直流输电技术除了在传统的远距离输电和大电网联网中进一步扩大了应用份额以外,在实现电力市场化运行,加强环保和充分利用可再生能源,解决城市供电需求等方面必将发挥更大的作用。     

轻型高压直流输电技术的发展与应用

轻型高压直流输电是在电压源换流器和绝缘栅双极晶体管基础上开发出来的一种新型输电技术。它轻型、高效,具有可观的经济效益和环保价值,同时它的操作极其灵活且可大大改善电能质量。在阐述基本运行原理的基础上,介绍了当前世界上已建成的7个轻型直流输电工程的应用概况,并分析了轻型高压直流输电的特点和应用场合,指出了今后的发展方向和应用前景。     

基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述

为了促进基于电压源换流器的高压直流输电（voltage source converter—high voltage direct current transmission,VSC—HVDC）这种新型直流输电技术在电力系统中的应用和发展,介绍了VSC-HVDC的系统结构和基本原理,总结了其基本控制方式和技术特点,指出了该技术的应用研究现状、当前存在的问题以及今后的研究方向。VSC—HVDC的特点证明,该技术在风电、输配电领域具有广阔的发展前景。     

高压直流输电系统非线性变结构控制器的设计

为了进一步改善高压直流（HVDC）输电系统的性能，采用在逆变侧定无功电流控制方式代替传统的定熄弧角控制，并将现代控制理论中非线性系统的状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合，设计了非线性变结构控制器。仿真结果表明，所设计的新型控制器能够改善直流系统的性能，并提高交流系统的电压稳定性。     

基于三级模糊自适应PI控制的VSC-HVDC控制器设计

研究了基于传统模糊控制的VSC-HVDC控制系统,提出了一种新型的控制策略。基于线性反馈化理论,对内电流环进行了精确建模。同时,在设计外环控制时,将整个系统的控制过程细分为三个阶段,不同的阶段采取不同的控制方法。分析了该方法实现的机理,并基于Matlab与PSCAD仿真软件的互连,对其进行了软件仿真验证。结果表明,该方法能在保持传统模糊控制具有良好动态性能的同时,提高系统启动阶段控制性能,消除传统模糊控制产生的抖振现象从而改善稳态控制的效果,具有优良的综合性能。     

一种新型的广义极点配置自校正预报控制器

本文提出一种新型的广义极点配置自校正预报控制算法。通过引入双恒等变换,推导出系统和辅助系统的自校正预报模型。它可对极点进行配置,采用独立的控制算法;通过辅助估计器以避免在解Ｄｉｏｐｈａｎｔｉｎｅ方程时可能遇到的“病态”问题。仿真表明,由该算法构成的控制系统具有良好的动态响应和较强的鲁棒性。     

基于三级模糊自适应PI控制的VSC-HVDC控制器设计

研究了基于传统模糊控制的VSC-HVDC控制系统,提出了一种新型的控制策略.基于线性反馈化理论,对内电流环进行了精确建模.同时,在设计外环控制时,将整个系统的控制过程细分为三个阶段,不同的阶段采取不同的控制方法.分析了该方法实现的机理,并基于Matlab与PSCAD仿真软件的互连,对其进行了软件仿真验证.结果表明,该方法能在保持传统模糊控制具有良好动态性能的同时,提高系统启动阶段控制性能,消除传统模糊控制产生的抖振现象从而改善稳态控制的效果,具有优良的综合性能.     

新型高压直流输电的开关函数建模与分析

新型高压直流输电——基于电压源换流器(VSC)的新型高压直流输电(VSC-HVDC)的拓扑结构变化复杂。文中通过引入单极性二值逻辑开关函数，建立了能够反映VSC-HVDC内部特性和物理过程的开关函数数学模型。该模型中计及了换流变压器的不同变比及三相电网电压的不平衡，具有一般性。EMTDC和MATLAB中的仿真结果表明该模型在具有很高准确度的同时，还能显著缩短仿真时间，提高仿真效率。