向弱電網(wǎng)供電的柔性直流輸電系統(tǒng)的虛擬慣性控制及參數(shù)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著大功率IGBT和控制技術(shù)的發(fā)展，基于電流源換流器的高壓直流輸電(VS C-HVDC)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。由于VSC-HVDC采用全控型器件和PWM調(diào)制技術(shù)，使其具備四象限運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有功功率和無功功率的獨(dú)立控制以及不需要交流電網(wǎng)提供換相電壓就可以向弱交流電網(wǎng)甚至無源網(wǎng)絡(luò)供電的技術(shù)特點(diǎn)。這些技術(shù)特點(diǎn)使柔性直流輸電在智能電網(wǎng)的建設(shè)（如分布式電源并網(wǎng)、海島供電及非同期互聯(lián)）中具有獨(dú)特優(yōu)勢，但由于柔性直流輸電發(fā)展時(shí)間不長，對其理論知識的完善

2、及其在工程上的應(yīng)用還需要國內(nèi)外技術(shù)人員的進(jìn)一步研究。當(dāng)VSC-HVDC向弱電網(wǎng)供電時(shí)，由于弱交流電網(wǎng)中本地發(fā)電機(jī)容量的支撐過少，大的負(fù)荷擾動(dòng)會對頻率的質(zhì)量造成較大的影響。如果可以設(shè)計(jì)一種控制策略間接的增大受端系統(tǒng)的慣性，以增強(qiáng)對頻率的支持。這一工作將具有很大的研究價(jià)值。
　　本文在前人研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了VSC-HVDC的控制系統(tǒng)，其送端整流站采用定直流電壓和定無功功率控制，受端逆變站采用定交流電壓控制和頻率控制。通過對受端逆變站

3、出口回路方程及同步發(fā)電機(jī)工作原理的對比，設(shè)計(jì)了虛擬慣性控制器，前級功頻下垂控制器和勵(lì)磁控制器。將受端本地發(fā)電機(jī)模型和VSC-HVDC的虛擬慣性控制進(jìn)行整體的頻率響應(yīng)分析后，根據(jù)其二階系統(tǒng)函數(shù)的臨界阻尼思想，設(shè)計(jì)了虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的取值，并探討了其取值大小對逆變站負(fù)載率設(shè)計(jì)的影響。
　　基于PSCAD/EMTDC的數(shù)字仿真針對在等量負(fù)荷變化及交流故障時(shí)，不同虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量取值時(shí)對系統(tǒng)頻率響應(yīng)的影響進(jìn)行了仿真比較。研究表明，新的虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量