轻型高压直流输电系统的动态建模及非线性解耦控制

轻型高压直流输电是基于脉宽调制电压源型换流器的新一代直流输电,具有功率控制灵活、可向有源和无源网络输电、产生的谐波含量小等优点。建立了基于同步旋转坐标系下的轻型高压直流输电系统的动态模型,采用反馈线性化方法设计了非线性解耦控制器,实现输送有功、无功功率的独立控制。应用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对轻型直流输电系统的功率调节控制原理进行了仿真分析,对模型和控制器的有效性进行了多角度验证。

多馈入高压直流输电系统非线性附加控制器的设计

高压直流输电(HVDC)系统的附加控制器可以改善系统的稳定性。该文针对多馈入高压直流输电系统,应用非线性控制系统理论设计了直流系统的附加控制器。首先建立了多馈入高压直流输电系统的数学模型。然后推导出稳定控制规律,该规律考虑了2条直流系统附加控制的相互影响。最后以一个3机和2条直流联络线构成的系统为例进行了仿真研究。仿真结果表明:与传统的控制器相比,该控制器能更好地改善系统的稳定性。

高压直流输电系统非线性变结构控制器的设计

为了进一步改善高压直流 ( HVDC)输电系统的性能 ,采用在逆变侧定无功电流控制方式代替传统的定熄弧角控制 ,并将现代控制理论中非线性系统的状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合 ,设计了非线性变结构控制器。仿真结果表明 ,所设计的新型控制器能够改善直流系统的性能 。

高压直流输电系统的鲁棒非线性控制规律的设计

本文结合状态反馈精确线性化方法和线性 H∞ 控制理论形成的鲁棒非线性控制器的设计方法 ,详细设计并推导了交直流联合输电系统的鲁棒非线性稳定控制器决策 ,并就其特性及其作用给于了讨论 。

基于ESO的高压直流输电系统非线性鲁棒控制

HVDC系统具有非线性、不确定性和多变量耦合等特点,基于精确反馈线性化方法(EFL)设计的控制器在实际运行中,其理论上预期的性能指标仍不能完全实现。为此,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的非线性鲁棒控制策略,将其运用于HVDC基本阀控系统,设计了整流侧定电流(CC)、逆变侧定熄弧角(CEA)控制器。仿真结果表明:当系统存在较强不确定性时,提出的控制器与传统的PID控制器和EFL控制器相比,具有良好的动态性能。

基于自适应虚拟同步发电机的多端高压直流输电系统协调控制

基于模块化多电平换流器的多端高压直流输电(modular multilevel converter based multi-terminal DC,MMC-MTDC)系统中虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制在维持交流电网的频率稳定时,无法兼顾直流电压波动调节的问题。针对MMC-MTDC系统中的受端换流器,将U^(2)-P直流电压下垂控制引入VSG控制器中,得到附加直流电压的VSG控制,该控制既能实现交流区域频率调节,又可以控制直流电压。通过分析VSG中转动惯量大小对交流电网频率响应的影响,在附加直流电压VSG控制基础上,设计一种基于模糊控制的自适应虚拟转动惯量调节方法,通过灵活调整虚拟惯量使换流器在支撑频率波动过程中表现出更平滑、迅速的动态响应性能。在MATLAB/Simulink仿真平台,对所提策略有效性进行验证,表明所提策略可以同时调节频率与直流电压,并能表现出更佳的频率动态响应性能。

模块化多电平换流器型高压直流输电的非线性解耦控制

模块化多电平换流器(MMC)是轻型直流输电的一种新型拓扑。本文介绍了MMC的拓扑结构及工作原理。在考虑桥臂电抗基础上推导出了MMC的电磁暂态模型,并设计了基于精确反馈线性化的MMC—HVDC非线性控制器。输电线路整流侧采用定有功功率和定无功功率控制,实现了有功功率和无功功率的解耦控制,逆变侧采用定直流电压和定无功功率控制。利用MATLAB软件搭建系统仿真模型,验证了所设计控制器的正确性。

基于VSC的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制

对基于电压源换流器的新型直流输电系统的数学模型和控制策略进行了研究。根据电压源换流器具有 2个控制自由度的特点 ,确立了新型直流输电系统两端换流站的 4个被控变量 ,导出了这种新型直流输电系统的稳态数学模型 ,并基此确定了电压源换流器中 2个控制量分别控制 2个被控量的近似解耦关系。根据导出的数学模型 ,设计了新型直流输电系统的稳态逆模型控制器。将逆模型控制器与 2个解耦的控制环路相结合构成整个直流输电系统的控制器。仿真结果表明所设计的新型直流输电系统控制器具有良好基金项目 :国家自然科学基金资助项目 ( 5 970 70 0 5 ) ;国家重点基础研究专项经费资助项目 (G19980 2 0 311)。ProjectSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina( 5 970 70 0 5 ) ;ProjectSupportedbySpecialFundsformajorStateBasicResearchProjectsofP .R .China(G19980 2 0 311)的控制性能。

电压源换流器高压直流输电系统的精确线性化变结构控制器设计

建立电压源换流器高压直流输电系统在同步旋转dq坐标系下的暂态非线性数学模型。为实现对这个非线性系统的控制器的直接设计,采用状态反馈精确线性化的方法,将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。最后,建立Matlab的仿真模型进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的暂态控制性能和较强的鲁棒性。

适用于混合多端直流输电系统的非线性下垂控制策略

针对混合多端直流输电系统功率协调控制问题,提出了一种非线性下垂控制策略。该策略考虑了各换流站的电流裕度,由多个换流站共同维持直流电压的稳定,使电流裕度大的换流站承担较大的功率变化量,电流裕度小的换流站承担较小的功率变化量,避免出现部分换流站满载而失去对功率变化响应能力的情况。该控制策略可以协调分配各换流站有功功率,有效降低各换流站直流电压的静态偏差,且提高了系统的响应速度。用根轨迹法对所提控制策略进行了稳定性分析。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

交直流并联输电系统的非线性鲁棒控制

针对含有常参数不确定性的交直流输电系统 ,使用自适应逆推方法设计了直流系统的非线性鲁棒控制器。基于该方法的设计 ,无需对原系统进行反馈线性化 ,并能保证闭环误差系统渐近稳定。

高压直流输电系统的非线性附加控制器设计

针对包含两条直流传输线路的交直流互联系统,采用状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合的方法,同时设计了两条直流线路的非线性变结构附加控制器。最后对系统进行仿真,其仿真结果表明所设计控制器能够很好的抑制发电机功角振荡,有效地提高系统的暂态稳定性,达到良好的控制效果。

基于微分同胚映射和扩张状态观测器的高压直流非线性控制器的设计

为提高高压直流输电系统的抗干扰能力以及模型辨识的准确性,提出了一种基于微分同胚映射和扩张状态观测器的高压直流非线性控制器设计方法。首先利用微分同胚映射将高压直流输电系统模型中的非线性因素作为系统的控制输入,利用线性最优反馈和非线性误差反馈率确定最优预控变量;然后运用扩张状态观测器来辨识所有不确定因素,从而实现非线性控制规律的设计。将其应用在整流侧定电流控制和逆变侧定关断角控制中,仿真结果表明,该方法能够降低系统的上升时间和调节时间,增强系统的稳定性。

新型直流输电系统的非线性控制研究

为了进一步改善新型直流输电系统的控制性能,提高系统运行的稳定性,首先简要分析了新型直流输电系统的原理及其控制特性,在此基础上,将非线性控制理论中逆系统方法设计控制器的理论引入到新型直流输电系统的控制策略中,提出了利用逆系统方法的新型直流输电系统非线性控制方式,并相应地设计了逆系统方法的非线性控制器及传统直流输电PID控制器。通过对新型直流输电系统控制性能进行仿真实验,将所设计的两种控制器进行比较,结果表明,对于逆系统方法的非线性控制器较之传统直流输电PID控制器,具有更为优良的控制性能。

特高压直流输电系统大角度控制策略研究

当分层接入换流站直流输送功率调整和网侧电压波动时,受常规控制方法的制约,受端换流站换流变压器分接开关频繁过极性,导致乙炔体积分数缓慢增加。为减少换流变压器分接开关过极性的次数,提出一种大角度控制策略。该控制策略优先调整换流阀熄弧角的稳态范围,使换流变压器分接开关档位长时间保持稳定。仿真试验证明,直流输送功率大范围调整和网侧电压波动时,大角度控制策略能够显著降低分接开关过极性次数,提升了换流变压器运行的可靠性。

新型直流输电系统的非线性附加控制器设计

基于电压源换流器(voltage source converter VSC)和脉宽调制(pulse width modulation PWM)技术的新型高压直流输电(VSC-HVDC)系统,不仅具有有功功率快速调节能力,而且具有无功功率快速调节能力。该文以非线性理论和最优控制理论为基础,通过建立单机经交直流并联于无穷大电力系统的机电振荡非线性数学模型,利用精确线性化理论将非线性系统化为线性系统,在线性系统的基础上设计最优控制器,通过坐标变换,得出非线性附加控制规律,仿真结果表明VSC-HVDC系统在装设了该附加控制器后,可显著增加系统振荡阻尼,快速恢复系统稳定。

特高压直流输电系统动态电压控制策略研究

特高压直流输电系统是一种重要的电力传输方式,具有大容量、长距离传输和较低损耗的优势。然而,由于输电线路的长度和复杂性,以及电网负荷的变化,特高压直流输电系统的动态电压控制成为一个关键问题。本研究旨在探讨特高压直流输电系统动态电压控制策略。

基于模型的开发设计和基于倍福PC的控制技术在高压直流输电系统中的应用

高效大功率远距离输电无论是将远海上的海上风力发电机组的电力传输至陆上电网;还是跨越德国南北,将北部风力发电机组的绿色能源输送到南部的工业重镇;或是将斯堪的纳维亚半岛水电站的电力远送中欧腹地,高压直流输电技术始终扮演着重要角色,用于实现大功率远距离输电。

高压直流输电系统中换流器的故障诊断与容错控制策略研究

高压直流输电系统中换流器的故障诊断与容错控制策略研究技术,是保障电力系统稳定运行的关键技术。本文深入探讨了换流器的故障类型与特征,提出了基于多参数监测与模式识别的故障诊断方法,实现了对故障的精确快速定位。研究基于冗余配置与自适应调整的容错控制策略,有效提升系统在故障状态下的运行可靠性。本文的研究成果为高压直流输电系统的稳定运行提供了有力支撑,对于推动电力行业的持续发展具有重要意义。

±800 kV特高压直流输电控制保护系统研究

±800kV特高压直流输电工程是世界上电压等级最高、输送容量最大的直流输电工程,其控制保护系统与常规直流输电工程相比,具有功能复杂、通讯量大、站控设备多等特点,使其在控制保护系统的设计和实现上面临更多挑战。文章介绍了±800kV特高压直流输电控制保护系统构成,提出了特高压直流保护配置原则及系统的控制保护功能,以保证特高压直流输电工程的安全、稳定运行。