柔性直流输电系统的功率控制及仿真研究

基于电压源型换流器的柔性直流输电(HVDC Flexible)技术,作为传统直流输电技术的发展和创新,在电网背靠背互联、大容量分散电源接入、孤岛供电和构建多端直流网络等诸多方面具有技术优势。柔性直流输电技术已经成为现代电力系统最为关注的焦点问题之一,研究柔性直流输电技术在电力系统中的运行和控制问题具有重要的理论意义和实用价值。 本文在分析HVDC Flexible技术基本原理的基础上,基于旋转坐标系,建立柔性直流输电系统用于电力系统仿真研究的动态模型,通过对约束方程中控制变量与被控目标之间的关联性分析,分别设计了相应换流器的控制系统:在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,通过仿真计算验证了模型的正确性和控制器的有效性。 在两端HVDC Flexible系统的研究基础上,进一步研究了多端柔性直流输电技术(VSC-MTDC)的功率控制问题。设计了带电压下降特性的多点定直流电压控制器,通过几种典型运行工况下对多端直流输电系统的仿真分析,验证了控制器的有效性,并进一步研究了VSC-MTDC系统的运行特性。 最后,本文对HVDC Flexible系统向三相不平衡负荷无源网络供电展开研究。利用对称分量法分析了由三相不平衡负荷引起逆变侧VSC换流站交流三相输出电压不平衡的机理,在此基础之上对输出电压不平衡问题提出了一种综合矫正方法。同样通过Matlab软件的仿真分析,验证了所提出的矫正方法的有效性。