柔性直流输电控制系统建模及其仿真研究（硕士）

本文首先分析了柔性直流输电运行的基本原理，在此基础上建立了VSC．HVDC的 数学模型，包括高频数学模型和低频数学模型。其次，论述了VSC。HVDC控制系统设 计的基本原则和分层结构，并以此为依托，设计了基于直接电流控制的VSC．HVDC的 上层控制器和底层控制器。设计了详细的定直流电压和定交流电压控制器来反映直流电 压和有功功率，交流电压和无功功率的关系；设计了基于逆模型的定有功功率控制器和 定无功功率控制器；对deadbeat(无差拍)控制应用于VSC．HVDC系统进行了详细的推 导，设计了基于deadbeat控制原理的交流电流控制器。再次，依托所设计的控制器和 PSCAD／EMTDC仿真工具建立了详细的VSC．HVDC电磁暂态模型，研究了VSC．HVDC 系统在不同控制模式(策略)组合下的稳态特性和动态特性；研究了在控制切换时 VSC．HVDC系统的稳态和动态特性；对采用有功功率参考值以阶跃变化和有功功率参 考值以一定速率变化时VSC．HVDC系统的功率反转特性进行了对比研究；研究了两端 换流站作为STATCOM运行时系统的稳态和动态特性。研究证明所设计的VSC．HVDC 控制系统具有优良的稳态和动态性能，具有快速性和强鲁棒性；实现了有功功率和无功 功率的解耦控制，实现了两端换流站的独立控制。最后，从研究PSCAD／EMTDC与柔 性直流输电实际控制系统Hidraw程序的接口技术入手，提出了利用VSC．HVDC实际控 制系统Hidraw程序与PSCAD／EMTDC仿真工具建立与实际控制系统程序相一致的柔性 直流输电控制系统仿真模型的方法，依托所建立的离线仿真模型，研究VSC．HVDC系 统的稳态特性，仿真结果证明了这种方法的可行性和正确性，以及与实际控制系统的等 效性，从而为柔性直流输电的研究提供一种新的方法。