本文選題：柔性直流輸電系統(tǒng)　切入點(diǎn)：電壓源換流器　出處：《中原工學(xué)院》2015年碩士論文

【摘要】：電壓源換流器是柔性直流輸電系統(tǒng)的主要組成部分,與傳統(tǒng)的直流輸電系統(tǒng)相比柔性直流輸電是一種新型高壓直流輸電技術(shù)。該換流器可在SPWM技術(shù)下進(jìn)行整流或逆變,且具有關(guān)斷電流的能力。由于其功能強(qiáng)大,而且體積小,可以簡(jiǎn)化換流站的結(jié)構(gòu),又稱輕型直流輸電。相對(duì)于傳統(tǒng)的高壓直流系統(tǒng),柔性直流輸電有很多優(yōu)點(diǎn),例如:采用VSC技術(shù),在孤島供電、城市配電和分布式能源接入系統(tǒng)中有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),使其控制方式更靈活,系統(tǒng)更穩(wěn)定。針對(duì)換流器的控制系統(tǒng),本文采用RTW(Real Time Workspace)工具箱將仿真模型轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)代碼,并將生成的代碼下載到以TMS320F2812DSP為控制器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制,克服了常規(guī)仿真與實(shí)際控制效果相脫節(jié)的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的仿控一體化。首先介紹了柔性直流輸電系統(tǒng)換流器的原理及控制方式,并以一端換流站為例通過建立其數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行了深入分析。這里先將換流器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行坐標(biāo)變換,再對(duì)其進(jìn)行前饋解耦,得出系統(tǒng)的PID控制方程。接著針對(duì)系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析,包括硬件主電路和控制電路。主電路中涉及變壓器、電抗器和直流電容,控制電路中主要是采集電路、調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路。最后在MATLAB環(huán)境下,建立了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型,通過對(duì)其內(nèi)環(huán)的二階優(yōu)化和外環(huán)的三階優(yōu)化整定了系統(tǒng)控制器的PI參數(shù)。在pidtool和sisotool兩個(gè)工具箱中,進(jìn)一步優(yōu)化了系統(tǒng)控制器參數(shù)。將這些參數(shù)帶入到按實(shí)際要求搭建完成的仿真系統(tǒng)中,能夠使仿真系統(tǒng)穩(wěn)定�；谝陨侠碚�,在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上按照要求設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng),搭建的控制程序算法由DSPF2812完成,由此設(shè)計(jì),以仿真模型為指導(dǎo),對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行調(diào)試,得出仿真系統(tǒng)中的PI控制器參數(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中也是可用的,并且實(shí)驗(yàn)與仿真系統(tǒng)結(jié)果一致,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的仿控一體化。
[Abstract]:Voltage source converter is the main component of flexible direct current transmission system. Compared with traditional DC transmission system, flexible direct current transmission is a new type of high voltage direct current transmission technology. The converter can be rectified or inverted under SPWM technology. Because of its powerful function and small size, it can simplify the structure of converter station, also called light direct current transmission. Compared with traditional HVDC system, flexible DC transmission has many advantages. For example, VSC technology has strong technical advantages in island power supply, urban distribution and distributed energy access system, which makes the control mode more flexible and the system more stable. In this paper, RTW(Real Time Workspace) toolbox is used to transform the simulation model into real time code, and the generated code is downloaded to the experimental platform with TMS320F2812DSP as the controller to control the whole system, which overcomes the shortcoming of the disconnection between the conventional simulation and the actual control effect. The integration of simulation and control is realized. Firstly, the principle and control mode of converter in flexible DC transmission system are introduced. Taking one end converter station as an example, the mathematical model of the converter is deeply analyzed by establishing its mathematical model. The mathematical model of the converter is firstly transformed into coordinates, and then the feedforward decoupling is carried out. The PID control equation of the system is obtained. Then the hardware circuit of the system is designed and analyzed, including the hardware main circuit and the control circuit. The main circuit involves transformer, reactor and DC capacitance, and the control circuit is mainly the acquisition circuit. Finally, the transfer function model of the system is established under the MATLAB environment. The Pi parameters of the system controller are adjusted by the second-order optimization of the inner loop and the third-order optimization of the outer loop. In the pidtool and sisotool toolboxes, the Pi parameters of the system controller are optimized. The system controller parameters are further optimized. The simulation system can be stabilized by bringing these parameters into the simulation system built according to the actual requirements. Based on the above theory, the hardware system is designed on the experimental platform according to the requirements. The algorithm of the control program is completed by DSPF2812. Under the guidance of the simulation model, the experiment platform is debugged, and the Pi controller parameters in the simulation system are also available in the actual system. The results of the experiment and simulation system are consistent, and the integration of simulation and control of the system is realized.
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM721.1

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