弱交流电网条件下VSC-HVDC改进矢量控制方法

发布时间：2020-01-28 20:41

【摘要】：当电压源换流器型直流输电(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)联接弱交流电网输送功率接近交流电网静态稳定极限时,经典矢量控制方法无法保证换流器稳定运行。文中分析VSC联接于弱交流电网时的潮流特性,研究经典矢量控制外环在弱交流电网条件下的特性,通过基于小信号模型的极点分析研究导致换流器无法稳定运行的原因,基于VSC联接于弱交流电网时的失稳机理提出一种改进矢量控制方法,在矢量控制外环增加前馈支路,增加暂态无功响应速度,提高弱交流电网条件下VSC在输送功率接近交流电网静态稳定极限时的稳定性。最后,基于小信号建模的极点分析和时域仿真结果验证改进矢量控制方法的有效性。
【图文】：

所示。分析计算结果可知：为维持PCC电压恒定，表1主电路参数Tab.1Parametersofthemaincircuit参数SCR=1SCR=5交流电压线电压有效值/kV195195交流系统额定容量/MW350350交流系统额定频率f/Hz5050X/R1010交流系统等效电感Ls/mH345.869.2交流系统等效电阻Rs/Ω10.8642.173换流变压器漏电感Lc/mH69.269.2换流变压器及线路等效电阻Rc/Ω1.08641.0864并联无功补偿电容Cf/μF00直流电压Udc/kV400400有功功率/pu功无流电pu/1.01.00.50.01.00.50.50.00.51.0SCR=5SCR=1图3X/R=10时无功电流与有功功率间的关系Fig.3TherelationshipbetweenicqandPwhenX/R=10

跟踪外环控制的输出电流指令i*cd、i*cq，如式(9)所示。*ii*picccc*ii*picccc()()()()ddddqqqqqdkvukiiLiskvukiiLisωω=++=+(9)式中：v*d、v*q为换流器输出电压参考值的d、q轴分量；kpi、kii为内环控制的比例、积分系数，kpi=αLc，kii=αRc，其中α为内环控制的带宽，，通常不大于开关频率的0.5倍。icd-++icq--icdicquduq+电流内环电抗模型Ki(s)Ki(s)ucqucd图4VSC矢量控制的内环控制结构图Fig.4SchematicdiagramoftheinnerloopofthevectorcontrolofVSC锁相环的基本结构见图1，其数学模型为ipllcppll1()qskkusθωωΔ=ΔΔ=+Δ(10)式中：Δucq是Δuq经过Park变换后的量；kppll、kipll为PLL的比例、积分系数，kppll=2ξωn/uam，kipll=ω2n/uam，其中ξ为期望的锁相环回路的阻尼因子[12]，建议取0.707，uam为PCC相电压峰值，额定角频率ωn=314rad/s。2.2有功、无功独立控制实现的条件由式(7)知Pc、Qc是否可以实现独立控制取决于变量ud，也即PCC点电压U。如果PCC电压幅值近似恒定，Pc、Qc之间互相独立，反之，Pc、Qc通过PCC电压互相影响。根据功率守恒对图1中母线B2列写潮流方程，可得式(11)。求解方程组(11)可得PCC点电压U的

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本文编号：2574127