本文關(guān)鍵詞：多端柔性直流輸電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化運(yùn)行研究

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【摘要】：基于電壓源換流器的多端柔性直流系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多電源供電、多落點(diǎn)受電、孤島供電以及有利于分布式能源和風(fēng)電并網(wǎng),比雙端系統(tǒng)更為靈活可靠性更高。多端直流電網(wǎng)包含若干直流端,對(duì)直流系統(tǒng)來(lái)說(shuō),電壓必須保持在一個(gè)限定的范圍內(nèi)以保證電源和負(fù)載的正常運(yùn)行,否則會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。此外當(dāng)某一個(gè)換流站因故障退出運(yùn)行時(shí),其余換流站能抵御一定的擾動(dòng),之后過(guò)渡到一個(gè)新的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn),所以如何協(xié)同控制各直流端以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行并且完成供電功能是直流電網(wǎng)建設(shè)的重要研究課題。因此,本論文針對(duì)多端柔性直流系統(tǒng)的原理、多端協(xié)調(diào)控制策略以及系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行進(jìn)行了研究,能夠?yàn)槎喽巳嵝灾绷鞴こ痰膶?shí)施提供一定的理論依據(jù)。電壓源換流器級(jí)控制作為柔性直流輸電技術(shù)的核心部分,是柔性直流輸電技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)的關(guān)鍵所在。論文首先分析了電壓源換流器的兩種主要控制方式:直接控制(間接電流控制)和矢量控制(直接電流控制),確定內(nèi)外環(huán)控制方式,然后對(duì)多端柔性直流系統(tǒng)的系統(tǒng)控制策略如松弛節(jié)點(diǎn)集中控制、電壓裕度控制、電壓下垂控制進(jìn)行研究,并提出了一種基于“多送多受”運(yùn)行方式下的下垂控制方式以及下垂斜率整定的方法,實(shí)現(xiàn)了換流站承擔(dān)的功率正比于換流站容量的目的。多端柔性直流輸電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要前提便是系統(tǒng)的直流電壓能夠維持在系統(tǒng)所能允許的運(yùn)行區(qū)間之內(nèi),即系統(tǒng)直流電壓不能太高,否則會(huì)降低系統(tǒng)中主設(shè)備的絕緣裕度;同樣直流電壓也不能太低,否則流過(guò)系統(tǒng)的直流電流大大增大,將會(huì)增加總的系統(tǒng)損耗。本文最后基于傳統(tǒng)的下垂控制提出一種斜率自適應(yīng)調(diào)節(jié)的電壓下垂控制方式,在多端系統(tǒng)中引入一個(gè)公共直流參考電壓,根據(jù)系統(tǒng)直流電壓值與預(yù)設(shè)的穩(wěn)定電壓參考值之間的偏差量來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)直流電壓下垂斜率,從而使得下垂控制器能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)送端換流器的直流功率,實(shí)現(xiàn)對(duì)送端換流器的直流電壓的調(diào)節(jié),減小送端換流器的直流電壓值與預(yù)設(shè)的穩(wěn)定電壓參考值之間的偏差,使系統(tǒng)直流電壓更好地運(yùn)行在安全范圍之內(nèi)。最后對(duì)本論文所做的工作進(jìn)行總結(jié),分析本論文待完成的工作與不足,為進(jìn)一步研究指明方向。
【關(guān)鍵詞】：多端柔性直流系統(tǒng) 協(xié)調(diào)控制 電壓下垂控制 斜率自適應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM721.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景和意義10-11
• 1.2 VSC-MTDC研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排14-15
• 第二章 VSC-MTDC基本結(jié)構(gòu)及其控制原理15-32
• 2.1 基本運(yùn)行原理和典型結(jié)構(gòu)15-17
• 2.1.1 功率傳輸原理15-16
• 2.1.2 多端直流系統(tǒng)的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2 電壓源換流器的矢量控制方式17-25
• 2.2.1 VSC換流器的數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.2.2 雙閉環(huán)矢量控制21-25
• 2.3 多端柔性直流系統(tǒng)級(jí)協(xié)調(diào)控制策略25-31
• 2.3.1 集中式直流松弛節(jié)點(diǎn)26-27
• 2.3.2 電壓裕度控制27-29
• 2.3.3 電壓下垂控制29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于“多送多受”運(yùn)行方式的下垂控制研究32-48
• 3.1“多送多受”運(yùn)行方式的下垂控制32-33
• 3.2 基于四端柔性直流系統(tǒng)的下垂斜率整定分析33-37
• 3.3 基于MMC的RTDS仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-44
• 3.3.1 MMC電壓源換流器仿真建模37-41
• 3.3.2 內(nèi)外環(huán)控制單元仿真建模41-43
• 3.3.3 交流側(cè)電路仿真建模43-44
• 3.4 仿真驗(yàn)證44-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于自適應(yīng)下垂斜率控制的優(yōu)化運(yùn)行48-58
• 4.1 電壓功率下垂斜率控制器的設(shè)計(jì)48-50
• 4.2 基于電壓偏差量的自適應(yīng)式下垂控制50-52
• 4.3 多端系統(tǒng)功率動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析52-54
• 4.4 仿真驗(yàn)證54-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-59
• 5.1 總結(jié)58
• 5.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果62-63
• 致謝63-64
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)64

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