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《多端柔性直流輸電控制系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityFortheMasterDegreeResearchontheControllerforVSC-Multi-TerminalHVDCAuthor:WuJunhongMajor:PowerSystemandItsAutomationSupervisor:Ph.DAiQianSchoolofElectronicInformationandElectricalEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaDecember2
2、009多端柔性直流輸電的控制系統(tǒng)研究摘要基于相控換流器(PCC)傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)在上世紀60年代以后發(fā)展得相當迅速。雖然它在未來電力系統(tǒng)中仍有很大的發(fā)展空間，但是傳統(tǒng)直流輸電有許多技術(shù)方面的缺陷，例如換流器產(chǎn)生的諧波次數(shù)低、容量大；換流站投資大；不能向小容量交流系統(tǒng)及不含旋轉(zhuǎn)電機的負荷供電；換流器吸收較多的無功功率等。然而，20世紀90年代以來,新型電力電子器件及控制技術(shù)的快速發(fā)展為高壓直流輸電HVDC中采用以全控型器件為基礎(chǔ)的電壓源型換流器VSC（VoltageSourceConverter）提供了可能。傳統(tǒng)高壓直流輸電一般只用于遠距離大容量輸電，現(xiàn)在以電壓源型換流器為基礎(chǔ)的
3、新型直流輸電VSC-HVDC的經(jīng)濟容量已經(jīng)擴展到數(shù)百兆瓦。它不僅可以用于常規(guī)的交流電網(wǎng)連接以及遠距離輸電，而且可以同時改善所聯(lián)交流電網(wǎng)的電能質(zhì)量，甚至還可以連接無源網(wǎng)絡(luò)，向孤島系統(tǒng)供電。然而輕型直流輸電系統(tǒng)一旦其中一個VSC故障退出，VSC-HVDC系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)。而基于VSC的多端直流輸電系統(tǒng)VSC-MTDC（VSC-Multi-TerminalHVDC）在運行靈活性，可靠性等方面比兩端系統(tǒng)（VSC-HVDC）更具有技術(shù)優(yōu)勢，它在分布式發(fā)電、可再生能源發(fā)電、中/低壓輸配電、電力市場等領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)用前景。然而，VSC-MTDC目前仍處于理論研究和模擬實驗階段，本文重點
4、針對VSC-MTDC的控制系統(tǒng)進行了研究，并分別在有無通訊的條件下設(shè)計了相應(yīng)的控制策略，最后探討了VSC-MTDC在風電場中的應(yīng)用。VSC-MTDC是兩端系統(tǒng)VSC-HVDC的擴展，而VSC（VoltageSourceConverter）則是構(gòu)成VSC-HVDC（或VSC-MTDC）的基礎(chǔ)，第I頁因此本文首先詳細分析了VSC的數(shù)學模型，研究了其適用于輕型直流輸電的拓撲結(jié)構(gòu)以及控制方法，且詳細分析了不同拓撲結(jié)構(gòu)對VSC輸出電能質(zhì)量的影響。并以兩端系統(tǒng)VSC-HVDC為基礎(chǔ)，詳細分析了現(xiàn)有控制策略的優(yōu)劣，且在已有研究的基礎(chǔ)上，提出了針對不同目標的控制策略。對于VSC-MTDC的控制
5、，目前提出的控制方式可以分為有無通訊兩大類。帶通訊的控制方式主要有主從控制方式，它需要上層控制器的協(xié)調(diào)；無通訊的控制方式?jīng)]有上層控制器，主要有基于直流電壓偏差控制的多點直流電壓控制方式、帶電壓下降特性的控制方式等。本文在無通訊條件下，提出了多點直流電壓控制策略。然而，無通訊模式雖然結(jié)構(gòu)簡單，但始終因為缺少上層控制器的協(xié)調(diào)，無法最終保證系統(tǒng)在故障或者大擾動情況下的穩(wěn)定以及最優(yōu)控制?？墒巧蠈涌刂破鞯挠嬎闼俣纫约八cVSC本地控制器的通訊延時卻限制了傳統(tǒng)主從控制方式在長距離輸電以及復(fù)雜系統(tǒng)中的應(yīng)用。本文將日漸成熟的MultiAgentSystem（MAS）應(yīng)用于VSC-MTDC的控制
6、系統(tǒng)，不但提高了計算速度而且降低了對通訊速度的要求。同時本文詳細分析了MAS的協(xié)調(diào)控制策略，它能夠有效地對各VSC進行協(xié)調(diào)控制，保證VSC-MTDC系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運行。本文最后探討了VSC-MTDC在大型風電場中的應(yīng)用，并根據(jù)風電輸出不穩(wěn)定的特點，引入儲能裝置，研究了適用于風電場并網(wǎng)的控制策略，它有助于提高風電的輸出效率，降低風電波動對電網(wǎng)的影響。關(guān)鍵詞：電壓源型換流器（VSC）；多端高壓直流輸電；多Agent系統(tǒng)(MAS)；協(xié)調(diào)控制；風電場第II頁ResearchontheControllerforVSC-Multi-TerminalHVDCABSTRACTThetradit
7、ionalPCC(PhaseChangeConverter)basedHVDC(PCC-HVDC)hasgreatdevelopmentsince1960sandcontinuedtodevelopAC-DCinterlinkednetwork,whichhaspromisingfuture.IncontrasttoACtransmission,PCC-HVDChasunparalleledadvantagesinsomeareas,suchaslongdistancepowertransm
