HVDC-VSC输电系统运行与控制的研究

在过去，要远距离输送大功率电力几乎无一例外地采用了高压直流(HVDC)输电。随着电力电子技术的发展，以电压源换流器和绝缘栅双极晶体管为基础进行直流输电的条件已经具备。它将HVDC输电的经济范围扩展到了只有数个兆瓦的程度。此外，成本竞争方面的优势也可以使其作为一种可选方案来代替常规交流输电工程的建设或者在当地建设电厂的做法。 本文首先利用状态空间平均法建立了三相换流器的数学模型，根据模型对三相换流器的交流侧和直流侧进行了分析，论证了矢量脉宽调制在三相电压源换流器上应用的可行性，对三相换流器的主电路设计有着理论指导作用。 然后，根据两端连接有源网络的HVDC-VSC系统的稳态模型，确定两种典型控制方式下，在交流系统电压不对称时，HVDC-VSC三个控制量与两个被控量之间的合理对应关系，在此基础上设计了不对称控制器，并从理论上证明了所建的不对称控制器的正确性以及控制量与被控制量之间对应关系的合理性。 最后，为了验证模型的正确性、控制变量的对应关系以及控制方式的有效性，采用Matlab／Simulink仿真软件，调试出了不对称控制器各控制参数值。在稳态条件下的仿真结果表明，所设计的不对称控制器，具有足够的响应速度和响应精度；在交流系统发生单相故障的 不对称条件下，仿真结果表明所设计的不对称控制器也具有很好的控 制效果。