基于改進頻率同步環(huán)的柔性直流輸電控制策略研究.pdf

1、近20年電力半導體器件的長足發(fā)展，產(chǎn)生了可以自換相的基于電壓源換流器（VSC）的直流輸電技術(shù)，稱為柔性直流輸電技術(shù)。作為新一代經(jīng)濟、環(huán)保的輸電技術(shù)，柔性直流輸電以其鮮明的技術(shù)特點，正受到國內(nèi)外電力學者以及電力規(guī)劃、設(shè)計和運行人員的廣泛關(guān)注。本文基于柔性直流輸電的運行原理，著重對數(shù)學建模、同步方案、控制策略、參數(shù)優(yōu)化和故障保護方面進行深入分析。
　　首先分析柔性直流輸電的功率傳輸特性和VSC的運行原理；引入二值邏輯開關(guān)函數(shù)，建立電網(wǎng)

2、對稱運行時VSC的開關(guān)函數(shù)暫態(tài)模型；為了簡化物理模型和指導控制器設(shè)計，推導 VSC在兩相同步旋轉(zhuǎn) dq坐標系中的低頻動態(tài)模型和相應(yīng)的標幺值模型。
　　其次，為了實現(xiàn)VSC系統(tǒng)的控制和保護，介紹一項新的頻率/相位和瞬時對稱分量檢測方案——基于雙二階廣義積分器的頻率同步環(huán)（DSOGI-FLL），并對其進行兩方面的改進：一是改進基于二階廣義積分器的正交信號產(chǎn)生器（SOGI-QSG）的結(jié)構(gòu)，以克服系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)因輸入信號頻率波動而變化的問題

3、，降低對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響；二是在頻率估計環(huán)中引入自適應(yīng)控制策略，以克服FLL在相位突變時檢測頻率大幅波動的問題。通過在交流電壓故障時的仿真驗證所設(shè)計系統(tǒng)具有良好的動態(tài)品質(zhì)和檢測精度。
　　然后結(jié)合上面取得的成果和結(jié)論，以直流電壓、有功功率和無功功率為控制目標設(shè)計雙閉環(huán)矢量電流解耦控制系統(tǒng)；通過傳統(tǒng)的頻域響應(yīng)分析法計算得到各控制環(huán)PI參數(shù)的初始值，并采用Simplex算法優(yōu)化各目標控制器的參數(shù)；以基于SMIB的交直流混合系統(tǒng)為例，