發(fā)布時(shí)間：2018-11-04 14:37

【摘要】：柔性直流輸電技術(shù)因其具有換相精確、可以獨(dú)立調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率、可以向無(wú)源系統(tǒng)供電等優(yōu)點(diǎn),能夠完美地解決傳統(tǒng)高壓直流輸電存在的許多問(wèn)題,進(jìn)而成為直流輸電技術(shù)中的一個(gè)重大課題研究方向。本文在分析建立了VSC-HVDC模型及其常規(guī)控制方法的同時(shí),針對(duì)混合多饋入直流輸電系統(tǒng)中VSC-HVDC的控制方法進(jìn)行改進(jìn),提出了一種自適應(yīng)限幅器,解決了常規(guī)VSC-HVDC控制方法的缺陷。本文首先介紹了直流輸電的發(fā)展過(guò)程,包括直流輸電存在的幾種形式,然后重點(diǎn)對(duì)VSC-HVDC技術(shù)和混合多饋入直流輸電系統(tǒng)做主要介紹。在VSC-HVDC的結(jié)構(gòu)及工作原理方面,本文主要對(duì)VSC-HVDC系統(tǒng)的基本工作原理、各部分功能、換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)接線方式等幾部分展開(kāi)深入研究。在數(shù)學(xué)建模方面,鑒于VSC-HVDC的換流器是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合的控制系統(tǒng),本文完成了在三相靜止坐標(biāo)系和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中對(duì)電壓型換流器的數(shù)學(xué)建模工作。在VSC-HVDC系統(tǒng)控制策略研究方面,首先設(shè)計(jì)了兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下常規(guī)VSC-HVDC雙閉環(huán)控制系統(tǒng),包括鎖相環(huán)、內(nèi)外環(huán)控制器設(shè)計(jì)。其次本文在MATLAB仿真平臺(tái)上搭建了VSC-HVDC系統(tǒng)的仿真模型,仿真模擬了系統(tǒng)正常運(yùn)行、有功潮流反轉(zhuǎn)和受端網(wǎng)側(cè)母線跌落三種情下VSC-HVDC系統(tǒng)的運(yùn)行情況。最后本文分析了仿真結(jié)果,證實(shí)了所搭建控制系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性,但也指出采用固定參考電流限幅值的常規(guī)VSC-HVDC控制方法在穩(wěn)定母線電壓方面存在缺陷。在混合多饋入直流輸電系統(tǒng)研究方面,本文首先搭建了由傳統(tǒng)高壓直流輸電系統(tǒng)和VSC-HVDC共同組成的混合多饋入直流輸電系統(tǒng)。其次以有效短路比作為衡量混合多饋入直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要指標(biāo),推導(dǎo)了混合多饋入直流輸電系統(tǒng)的有效短路比,分析了VSC-HVDC系統(tǒng)采用固定參考電流限幅值對(duì)于穩(wěn)定母線電壓存在的影響。針對(duì)常規(guī)VSC-HVDC控制方法的不足,提出了一種能夠動(dòng)態(tài)改變參考電流限幅值的自適應(yīng)限幅器。最后再在MATLAB仿真平臺(tái)中,驗(yàn)證了本文改進(jìn)控制方法的正確性和可行性。
[Abstract]:Because of its advantages of precise commutation, independent regulation of active power and reactive power, and the ability to supply power to passive systems, flexible DC transmission technology can solve many problems of traditional HVDC transmission perfectly. It has become an important research direction of DC transmission technology. In this paper, the VSC-HVDC model and its conventional control method are analyzed, and an adaptive limiter is proposed to improve the control method of VSC-HVDC in hybrid multi-infeed HVDC transmission system. The defect of conventional VSC-HVDC control method is solved. This paper first introduces the development of DC transmission, including several forms of HVDC transmission, then focuses on the VSC-HVDC technology and hybrid multi-infeed HVDC transmission system. In the aspect of the structure and working principle of VSC-HVDC, the basic working principle of VSC-HVDC system, the function of each part, the topology structure of converter and the connection mode of the system are deeply studied in this paper. In the aspect of mathematical modeling, in view of the fact that the converter of VSC-HVDC is a nonlinear and strongly coupled control system, this paper completes the mathematical modeling of voltage converter in three-phase static coordinate system and synchronous rotating coordinate system. In the research of VSC-HVDC system control strategy, the conventional VSC-HVDC double closed-loop control system in two-phase synchronous rotating coordinate system is designed, including phase-locked loop, internal and external loop controller design. Secondly, the simulation model of VSC-HVDC system is built on the MATLAB simulation platform, and the operation of VSC-HVDC system is simulated under three conditions: normal operation, active power flow reversal and bus drop at the end network side. Finally, the simulation results are analyzed to verify the effectiveness and practicability of the proposed control system. However, it is pointed out that the conventional VSC-HVDC control method with fixed reference current limit has some defects in stabilizing the bus voltage. In the research of hybrid multi-infeed HVDC transmission system, a hybrid multi-infeed HVDC transmission system composed of traditional HVDC system and VSC-HVDC is first built in this paper. Secondly, the effective short-circuit ratio of the hybrid multi-infeed HVDC transmission system is deduced by using the effective short-circuit ratio as an important index to evaluate the stability of the hybrid multi-infeed HVDC transmission system. The influence of fixed reference current limit on the existence of stable bus voltage in VSC-HVDC system is analyzed. To overcome the shortcomings of conventional VSC-HVDC control method, an adaptive limiter is proposed, which can dynamically change the reference current limit. Finally, in the MATLAB simulation platform, the correctness and feasibility of the improved control method are verified.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM721.1

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本文編號(hào)：2310120