轻型直流输电的数字仿真和控制策略的研究

论文摘要

随着大功率全控型电力电子器件的发展,基于电压源换流器（VSC）和脉宽调制（PWM）技术的轻型直流输电（VSC-HVDC）技术已经成为现实。本文首先分析了电压源换流器的稳态功率特性,确定了对应VSC稳态运行状态的四个变量,并总结出适用于VSC-HVDC系统的控制策略。在系统暂态模型的基础上,基于派克变换,建立了同步旋转dq0坐标系下的VSC暂态模型,并设计了相应的解耦控制器,实现了VSC交流有功功率和无功功率的独立控制。最后利用PSCAD/EMTDC搭建了简单的多端VSC-HVDC的仿真电路模型,设计了VSC向无源网络供电时的控制策略。仿真分析了无源阻感负荷功率波动对多端VSC-HVDC运行特性的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 HVDC 换流技术的发展
• 1.3 VSC-HVDC 的基本原理
• 1.4 VSC-HVDC 输电系统的技术特点与应用领域
• 1.4.1 VSC-HVDC 的技术特点
• 1.4.2 VSC-HVDC 的应用领域
• 1.5 VSC-HVDC 的研究现状
• 1.5.1 已经投运的VSC-HVDC 工程
• 1.5.2 VSC-HVDC 的研究现状
• 1.6 本论文的主要工作
• 第二章 电磁暂态仿真软件PSACD/EMTDC
• 2.1 引言
• 2.2 PSCAD 介绍
• 2.2.1 PSCAD 运行环境
• 2.2.2 PSCAD 元件模型库
• 2.2.3 PSCAD 用户自定义模块
• 2.3 EMTDC 介绍
• 2.3.1 EMTDC 典型研究方向
• 2.3.2 EMTDC 的数学模型
• 2.3.3 EMTDC 的程序结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 VSC-HVDC 稳态特性及控制策略的研究
• 3.1 VSC-HVDC 稳态功率特性
• 3.2 VSC-HVDC 系统控制策略
• 3.2.1 VSC-HVDC 系统控制模式
• 3.2.2 VSC-HVDC 系统控制策略
• 3.3 本章小结
• 第四章 VSC-HVDC 稳态建模中有功无功独立解耦控制
• 4.1 VSC-HVDC 系统模型
• 4.2 VSC-HVDC 前馈补偿解耦控制设计
• 4.2.1 前馈补偿解耦控制的基本原理
• 4.2.2 VSC 前馈解耦控制器的设计
• 4.3 VSC 正弦波脉宽调制的实现
• 4.4 VSC 交流滤波器的设计
• 4.5 双端VSC-HVDC 仿真
• 4.5.1 VSC-HVDC 的启动过程
• 4.5.2 VSC 有功功率、无功功率以及直流电压阶越响应
• 4.5.3 VSC 交流母线电压阶越响应
• 4.6 本章小结
• 第五章 多端VSC-HVDC 运行特性的研究
• 5.1 引言
• 5.2 多端VSC-HVDC 系统接线方式
• 5.3 向无源网络供电的VSC 控制器设计
• 5.4 多端VSC-HVDC 系统仿真与分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 论文总结
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况