基于线性化模型的VSC-HVDC系统稳态特性分析

发布时间：2017-09-30 14:38

  本文关键词：基于线性化模型的VSC-HVDC系统稳态特性分析

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【摘要】：近年来,随着基于电压源型换流器(VSC)技术的不断发展,VSC型高压直流输电(VSC-HVDC)以其有功无功独立控制,不需要额外无功支撑,可以为无源网络供电等优势已经成为了新能源并网的主流方式。以多端柔性直流输电方式构建的高压直流输电系统(VSC-MTDC),更是成为了未来直流电网的雏形。然而,目前还鲜有基于小信号扰动模型对VSC-HVDC稳态特性的研究。为了保证VSC-HVDC以及VSC-MTDC的稳定运行能力,尤其是在弱交流电网下的稳定运行能力,本文构建了基于线性化的VSC-HVDC小扰动模型,对VSC-HVDC的稳态运行特性进行了研究分析。本文的首先探讨VSC-HVDC系统小扰动模型的建立。VSC的控制主要基于矢量控制技术,所构建的VSC-HVDC线性化小扰动模型包含有VSC在dq坐标轴下的数学模型,锁相同步环节(phase lock loop, PLL),外环功率控制器,内环电流控制器以及交直流系统所统一构成的微分代数方程组,并通过电磁暂态仿真校验所搭建的系统的有效性,接着本文应用上文推导得到的小扰动模型进行VSC-HVDC稳定运行特性分析。主要分析在VSC-HVDC在弱交流系统中运行时,各控制环节功能选取以及参数对VSC-HVDC安全稳定运行特性的影响。包括锁相同步环的增益参数,外环功率控制器的增益以及积分参数,内环电流控制器的增益以及积分参数等等。最后,本文介绍了VSC-MTDC的直流电压控制技术,并且依据小扰动稳定的思路,主要对采用直流电压下垂控制器的VSC-MTDC的稳定运行特性进行分析,探究直流电压下垂控制器的参数选取准则。
【关键词】：柔性直流输电 小扰动稳定 外环功率控制器 内环电流控制器 锁相同步环 直流电压下垂控制 增益
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 选题背景及其意义9-10
• 1.2 国内外研究动态10-11
• 1.3 课题研究内容11-12
• 第2章 VSC-HVDC系统的数学模型及控制策略研究12-25
• 2.1 引言12-13
• 2.2 三相静止坐标系(abc轴)下VSC-HVDC的数学模型13-15
• 2.3 三相静止坐标系与二相坐标系的坐标变换15-18
• 2.4 VSC-HVDC矢量控制策略18-24
• 2.4.1 瞬时有功无功计算环节设计19
• 2.4.2 锁相环PLL环节设计19-20
• 2.4.3 电流内环控制环节设计20-22
• 2.4.4 功率外环控制环节设计22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 VSC-HVDC的线性化模型25-41
• 3.1 基于线性化模型的小扰动分析25-28
• 3.2 VSC的线性化模型28-35
• 3.2.1 VSC状态微分方程的建立29-34
• 3.2.2 VSC代数方程的建立34-35
• 3.3 VSC线性化模型的仿真校核35-39
• 3.3.1 有功指令变化VSC系统响应37-38
• 3.3.2 交流电压指令变化VSC系统响应38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 VSC-HVDC系统稳态特性分析41-51
• 4.1 VSC-HVDC系统稳态特性分析概述41-45
• 4.1.1 交流系统短路比SCR对系统稳定性能的影响43-44
• 4.1.2 交流系统阻抗比Rsys/(ωLsys)对系统稳定性能的影响44-45
• 4.2 基于线性化模型的VSC-HVDC系统稳态特性分析45-50
• 4.2.1 内环控制器对VSC-HVDC连接弱交流系统稳定性能影响分析45-47
• 4.2.2 完整传统矢量控制器对VSC-HVDC连接弱交流系统稳定性能影响分析47-48
• 4.2.3 内外环控制器的参数稳定极限值48-49
• 4.2.4 锁相环PLL对VSC-HVDC连接弱交流系统稳定性能影响分析49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 VSC-MTDC系统的线性化分解与稳态特性分析51-59
• 5.1 概述51
• 5.2 VSC-MTDC常见的直流电压控制器51-55
• 5.2.1 集中式主从控制器52-53
• 5.2.2 分布式直流电压裕额控制器53-54
• 5.2.3 分布式直流电压下垂控制器54-55
• 5.3 VSC-MTDC小信号模型的构建55-57
• 5.3.1 VSC-MTDC微分方程的建立55-57
• 5.3.2 VSC-MTDC代数方程的建立57
• 5.4 VSC-MTDC系统小信号稳态特性分析57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第6章 结论与展望59-61
• 6.1 研究结论59
• 6.2 未来工作的展望59-61
• 参考文献61-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果67-68
• 致谢68-69
• 作者简介69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 李庚银,吕鹏飞,李广凯,周明;轻型高压直流输电技术的发展与展望[J];电力系统自动化;2003年04期

2 陈海荣;徐政;;适用于VSC-MTDC系统的直流电压控制策略[J];电力系统自动化;2006年19期

3 董云龙;包海龙;田杰;胡兆庆;张建峰;刘隽;;柔性直流输电控制及保护系统[J];电力系统自动化;2011年19期

4 梁旭明;张平;常勇;;高压直流输电技术现状及发展前景[J];电网技术;2012年04期

5 王水彬;殷旺洲;王一;韩金铜;康金良;卞海波;徐晖;毕宏图;;基于PR控制的VSC-HVDC系统仿真研究[J];电力科学与工程;2013年02期

6 李立;赵葵银;徐昕远;朱建林;;单相PWM整流器比例谐振控制与前馈补偿控制[J];电力系统保护与控制;2010年09期

7 刘晓庆;张代润;谭波;;基于PR控制和谐波补偿的三相光伏并网系统[J];可再生能源;2012年01期

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本文编号：948796