电压源换流器论文：轻型高压直流输电系统的非线性控制策略研究VIP专享VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页电压源换流器论文：轻型高压直流输电系统的非线性控制策略研究【中文摘要】随着可关断电力电子器件(Insulated-gateBipolarTransistor,IGBT;Gate-TurnOffThyrisitor,GTO等)和PWM技术的发展,基于电压源换流器的轻型高压直流输电(VoltageSourcedConverter-HighVoltageDirectCurrent,VSC-HVDC)系统越来越受到人们的关注。与传统的HVDC输电系统相比,该输电技术具有可向无源网络供电、无换相失败危险、有功功率和无功功率独立控制和易于构成多端直流输电系统等优点。本文着重研究VSC-HVDC输电系统的非线性控制策略。第一种方法,建立起双端无穷大VSC-HVDC输电系统在同步旋转dq坐标系下的暂态非线性数学模型,采用状态反馈精确线性化的方法,把非线性的数学模型转化成线性的形式。然后,运用变结构的控制方法,设计整流侧和逆变侧的控制器,从而实现直流侧电压恒定和有功、无功功率的独立解耦控制；第二种采用无源性理论的方法,建立VSC在同步旋转dq坐标系下的暂态非线性数学模型,验证了系统的无源性。外环采用定直流侧电压和定有功功率、无功功率来生成内环dq轴参考电流id*,iq*；内环采用无源性理论的控制方法,设计无源性控制器,用来追踪参考电流,以达到控制直流侧电压和独立调节有功和无功功率的。最后,基于MATLAB的仿真结果表明了该控制器能实现有功功率和无功独立控制,在负载扰动的情况下,具有良好的暂态控制性能和很强的鲁棒性。本第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页文还建立了对无源网络供电的VSC-HVDC输电系统的数学模型,整流侧采用状态反馈精确线性化的方法对非线性数学模型进行解耦,然后用变结构的控制方法设计控制器；逆变侧利用稳态数学模型,利用前馈解耦的控制方法设计控制器。最后,基于MATLAB的仿真结果表明该控制器具有良好的启动和故障恢复性能,也能实现有功功率和无功独立控制。【英文摘要】Withthedevelopmentofself-commutatedpowerelectronicdevices(Insulated-GateBipolarTransistor,IGBT;Gate-TurnOffThyrisitor,GTOandsoon)andPWMtechnique,HVDCbasedontheVoltageSourceConverter(VSC-HVDC)hasgotmoreandmoreattention.TheVSC-HVDCtransmissionsystemhasmanyadvantagescomparedwiththetraditionalHVDCsystem.Forexample,itcanrealizethepowersupplytopassivenetwork,andavoidtheriskofcommutationfailure,andobtaintheindividualcontrolofactivepowerandreactivepower,andisalsoeasytoconstructmulti-terminalDCsystem.TwononlinearcontrolstrategiesfortheVSC-HVDCtransmissionsystemaremainlystudiedinthispaper.Inthefirststrategy,anonlineartransientmathematicalmodelofVSC-HVDCtransmissionsysteminsynchronouslyrotatingdqframeis第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页built.Todesignthecontrollerforthisnonlinearsystemdirectly,theapproachofstatefeedbackexactlinearizationisadoptedtochangethenonlinearmathematicalmodelintothelinearone;thenutilizingthevariablestructurecontrolmethod,thecontrollersforrectifyingsideandinversionsidearedesigned,thustheconstantvoltageatDCsideandindependentdecouplingcontrolforactivepowerandreactivepowercanbeimplemented.Inthesecondstrategy,anonlineartransientmathematicalmodelofVSC-HVDCinsynchronouslyrotatingdqframeisdevelopedandthepassivityofthesystemisalsoverified.Inordertorealizethedecouplingcontrolbetweentheactivepowerandreactivepower,adualclosedloopcontrolstrategyisestablished.Thecontrolstrategyincludesanouterloop,whichcontainstheDCvoltagetogetherwithactiveandreactivepowerregulatorsusedtogeneratetheinnerdq-axisreferencecurrentsid*,iq*;andaninnerloop,whichconsistsofapassivity-basedcurrentcontrollerthatappliedtotrackthereferencecurrents.Finally,aMATL...