隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,基于電壓源型高壓直流輸電(Voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)技術(shù)趨于成熟,已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于輸電領(lǐng)域。VSC-HVDC系統(tǒng)已成為風電并網(wǎng)、電網(wǎng)互聯(lián)等領(lǐng)域不可或缺的部分。由于VSC-HVDC系統(tǒng)具有非線性、強耦合、多變量等特性,傳統(tǒng)的PI控制算法對難以達到滿意的控制效果。論文圍繞電壓源型高壓直流輸電系統(tǒng)的自抗擾控制以及滑�？刂撇呗哉归_研究工作,主要工作總結(jié)如下。首先,論文詳細研究了VSC-HVDC的整體結(jié)構(gòu),并描述了系統(tǒng)在對稱條件下的數(shù)學模型,包括在三相靜止坐標系和dq0坐標系下的數(shù)學模型。給出VSC-HVDC整體控制策略,包括系統(tǒng)級控制,換流站級控制以及觸發(fā)級控制。采用傳統(tǒng)PI控制,設(shè)計雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)控制器,其中外環(huán)控制電壓、功率并產(chǎn)生指令電流作為內(nèi)環(huán)控制的輸入,內(nèi)環(huán)PI控制器輸出換流器的指令電壓信號,傳遞到PWM觸發(fā)單元,產(chǎn)生脈沖信號控制各橋臂。其次,針對VSC-HVDC系統(tǒng)的非線性、多變量、強耦合等特點,在內(nèi)環(huán)控制器中分別采用積分滑模面和積分終端滑模面設(shè)計兩種控制器,實現(xiàn)對電流的解耦與跟蹤,提高系統(tǒng)的魯棒性和響應(yīng)速度。在仿真中,將兩種積分滑模控制器與PI控制器的控制性能進行仿真對比,驗證所提控制方法的有效性和優(yōu)越性。再者,針對系統(tǒng)穩(wěn)定運行點多變以及系統(tǒng)機械、電氣參數(shù)擾動頻繁等問題。在內(nèi)環(huán)控制中設(shè)計模糊自抗擾控制器,實現(xiàn)對直軸和交軸電流的解耦。其中,設(shè)計擴張狀態(tài)觀測器估計系統(tǒng)不確定性及擾動并進行補償,提高系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾性能力。同時,設(shè)計模糊規(guī)則對擴張狀態(tài)觀測器參數(shù)進行整定。通過與PI控制器的控制性能進行仿真對比,結(jié)果表明,論文設(shè)計的模糊自抗擾控制方法魯棒性更強,抗干擾能力顯著提高。最后,提出基于模糊擴張狀態(tài)觀測器的有限時間滑�？刂撇呗浴Ｔ趦�(nèi)環(huán)控制中設(shè)計積分終端滑�？刂破�,實現(xiàn)電流的解耦與快速跟蹤,并設(shè)計擴張狀態(tài)觀測器估計系統(tǒng)不確定性及擾動并進行補償。同時,設(shè)計模糊規(guī)則調(diào)整觀測器增益參數(shù)。仿真結(jié)果驗證了所提的控制方法的有效性和優(yōu)越性。
【學位單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM721.1;TP273
【部分圖文】：

浙江工業(yè)大學碩士學位論文2.5 仿真分析2.5.1 仿真系統(tǒng)描述為了驗證所提出策略，在 MATLAB/SIMULINK 中搭建了仿真模型，如圖 2-12 所示。換流站 1 采用有功功率和無功功率控制模式，換流站 2 采用直流電壓和無功功率控制模式，換流站之間沒有通信聯(lián)系。圖 2-13 為換流站 1 的結(jié)構(gòu)圖。圖 2-14 為換流站 2 的結(jié)構(gòu)圖。

換流站1的結(jié)構(gòu)圖

圖 2-14 換流站 2 的結(jié)構(gòu)圖設(shè)定系統(tǒng)頻率等于 50Hz，兩端交流系統(tǒng)的額定電壓均為 230kV，設(shè)定額定容量等2000MVA；取變壓器變比等于 230kV/100kV。換流站傳輸?shù)墓β蕿?200MVA(100±千伏流）。整流器和逆變器選擇為兩電平的 IGBT 二極管反并聯(lián)的橋模型。設(shè)定直流側(cè)額定壓等于 20kV，直流輸電線路為 75km，直流輸電線路的參數(shù)是電阻 1.39×10-2Ω/km，電1.59×10-4H/km，電容 2.31×10-7F/km。等效電阻 R=R1=R2=0.1Ω，C=70μF，L=7.5mH；流側(cè)電壓值 udc=100 kV 電抗器電抗值等于 0.15p.u.，變壓器的電抗標么值也是 0.15p.u.IGBT 采用 SPWM 方式的調(diào)制方式，開關(guān)頻率為 1350Hz。1p.u.=200MVA。外環(huán) PI 參Kp1=Kp2=3.0，Ki1=Ki2=3.0，內(nèi)環(huán) PI 控制器參數(shù)：P=0.6，I=6.0。2.5.2 仿真結(jié)果分析1.系統(tǒng)啟動階段
【參考文獻】

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本文編號：2881121