VSC-HVDC系统换流站参与电网调频的控制方法研究

发布时间：2023-03-18 13:42

　　柔性直流输电技术是提升电力系统接入新能源能力的重要技术手段。相比传统交流接入方式,柔性直流输电系统可以有效隔离波动性新能源系统对传统交流电网运行稳定性造成的负面影响。但另一方面,柔性直流输电系统所采用的常规外环定功率矢量控制策略使送端和受端换流站对外表现为无惯性电源特性。无法实现送端交流电网与受端交流电网间频率的相互支援。与此同时,大量应用静止电力电子功率变换单元的新能源接入降低了电力系统的惯性常数,进一步恶化了系统的频率稳定性。本论文基于柔性直流输电系统,在传统控制策略基础上应用虚拟同步机与模拟惯量控制策略,提升了电力系统频率支撑能力,从而增强了电力系统接入波动性新能源系统的能力。论文首先以两端柔性直流输电系统为研究对象,建立换流站数学模型,详细地分析了矢量控制的原理,搭建了两端采用同步机模拟电网特性的柔性直流输电系统模型。针对直流输电系统采用定功率运行方式将两端系统隔离,使送端系统无法对受端系统提供频率支援的问题,论文提出了受端换流站实现虚拟同步机运行方式的具体控制策略。基于同步发电机的物理运行特性,设计了换流站实现虚拟同步机控制策略所涵盖的虚拟同步机本体模型、调速器模型和励磁控制...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 柔性直流输电系统发展概况
    1.3 柔直系统换流站参与频率调整的研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 柔性直流输电系统的结构及运行原理
    2.1 引言
    2.2 柔性直流输电系统运行原理
    2.3 电压源换流器拓扑结构
    2.4 柔性直流输电系统的数学模型及控制策略
        2.4.1 换流站数学模型
        2.4.2 柔性直流输电基本控制原理
        2.4.3 内环电流控制
        2.4.4 外环功率控制
    2.5 本章小结
第3章 柔性直流输电系统虚拟同步机控制策略
    3.1 引言
    3.2 虚拟同步机控制设计
        3.2.1 同步发电机建模
        3.2.2 虚拟同步机本体模型
        3.2.3 调速器设计
        3.2.4 励磁控制器设计
        3.2.5 虚拟同步机整体控制设计
    3.3 控制器参数设计
    3.4 仿真分析
        3.4.1 仿真模型及参数
        3.4.2 传统控制策略的柔直系统仿真
        3.4.3 受端换流站虚拟同步机控制仿真
    3.5 本章小结
第4章 柔性直流输电系统模拟惯量控制策略
    4.1 引言
    4.2 机械惯性时间常数与电容时间常数
    4.3 模拟惯量控制
    4.4 换流站的模拟惯量控制整体设计
    4.5 模拟惯量与虚拟同步机联合控制策略
    4.6 两端柔性直流输电系统换流站模拟惯量控制仿真
        4.6.1 受端换流站模拟惯量控制
        4.6.2 送端换流站模拟惯量控制
        4.6.3 模拟惯量与虚拟同步机联合控制
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3763244