多端柔性直流系統(tǒng)運行及控制參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、柔性直流輸電(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)是一種以電壓源換流器和脈寬調制等技術為基礎的新型直流輸電技術。與傳統(tǒng)高壓直流輸電相比，VSC-HVDC采用了全控型器件，實現(xiàn)了有功功率和無功功率的解耦，能夠向弱交流系統(tǒng)甚至無源網(wǎng)絡供電，不會發(fā)生換相失敗，很適合應用于海上風電并網(wǎng)、分布式能源接入、交流系統(tǒng)互聯(lián)、構造多端柔性直流(Voltag

2、e Source Converter based Multi-terminal Direct Current，VSC-MTDC)系統(tǒng)等領域，在國內外引起了廣泛的關注。本文對多端柔性直流系統(tǒng)的電壓協(xié)同控制策略、控制參數(shù)優(yōu)化和優(yōu)化運行進行了如下研究:
　　在dq0旋轉坐標系下建立了電壓源換流器的數(shù)學模型，推導了VSC-HVDC的雙閉環(huán)控制結構:外環(huán)根據(jù)所連接網(wǎng)絡的不同選用不同的控制策略，內環(huán)采用前饋補償?shù)慕Y構實現(xiàn)有功功率和無功功率的解

3、耦。在VSC-HVDC控制策略的基礎上，研究了VSC-MTDC適用的直流電壓主從控制、直流電壓偏差控制和直流電壓斜率控制這三種多端系統(tǒng)的控制策略，對三種控制策略進行了對比，并設計了三種策略的控制器結構。
　　提出了一種確定VSC-MTDC系統(tǒng)控制參數(shù)的方法，可以保證控制器對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和過渡過程進行準確、穩(wěn)定的控制。首先以控制器外環(huán)控制量的穩(wěn)態(tài)偏差最小為目標，確定各控制器控制參數(shù)的初始值，保證對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的控制能力;再根據(jù)系統(tǒng)過

4、渡過程中控制特性區(qū)域的不同劃分時間區(qū)間，構造了VSC-MTDC控制特性的評價指標，并以此為目標函數(shù)采用單純型算法對控制參數(shù)的初始值進行了進一步的優(yōu)化，最終得到控制參數(shù)的最優(yōu)值。仿真驗證表明本文提出的控制參數(shù)整定方法可以改善系統(tǒng)的控制精度和動態(tài)響應。
　　提出了一種適用于VSC-MTDC的分層優(yōu)化控制體系，可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時對系統(tǒng)運行的網(wǎng)損進行優(yōu)化。其中控制體系的下層采用直流電壓斜率控制策略，是控制體系的基礎;上層通過采集