基于最优变目标的HVDC与SVC非线性综合协调控制.pdf

维普资讯 第34卷 第17期 继 电器 Vo1．34 No．17 2006年9月1日 RELAY Sep．1，2006 29 基于最优变 目标的HVDC与 SVC非线性综合协调控制 杨波 ，刘天琪，李兴源，刘剑 (四川大学电气信息学院，四川 成都610065) 摘要：直流功率调制能有效地提高交直流系统的稳定性，但同时直流换流站也要消耗大量的无功，影响交流 系统的电压稳定。为此，提 出了基于最优变 目标的HVDC与SVC综合控制策略，通过直流功率调制改善系统 稳定性的同时，利用SVC来对直流逆变侧进行无功补偿 ，使逆变侧电压更具稳定性。首先建立了交直流混合 系统中HVDC与SVC的综合控制模型，在此基础上，推导 出基于最优变 目标的控制理论的HVDC与SVC非线 性综合控制策略。仿真结果表明，以该控制策略设计的控制器能有效地提高系统阻尼，改善逆变侧交流母线 电压特性。 关键词：最优变 目标控制； 暂态稳定； HVDC； SVC 中图分类号：TM7l1 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)17-0029-05 趋于稳定点的过程分段实现，避免了系统在稳定域之 0 引言 外时直接驱动系统达到平衡点的情况。 直流输电将以其高度可控，快速调节，传输功率 由于电力系统是一强非线性系统，对其采用非 大，运行灵活等特点，在远距离大容量输电以及区域 线性控制更为合理有效。在交直流混合系统中，如 系统互连等方面发挥越来越重要的作用 ¨J。利用 何协调 HVDC与SVC的控制，使其作用互补，更有 直流输 电的快速恢复作为对交流系统紧急支援的一 效地改善交直流混合系统的动态特性，是很值得研 种手段，将有效地提高交流系统的暂态稳定性。但 究的问题。本文首次应用最优变 目标理论实现 直流输 电的应用也给电力系统带来了新的挑战；直 HVDC与 SVC的综合协调控制，在建立 HVDC与 流换流器在工作中要消耗相当大的感性无功功率， SVC综合系统模型的基础上，提出了HVDC与 SVC 逆变侧交流母线电压成为人们关注的问题之一。如 的最优变 目标协调综合控制策略。进一步针对三机 果在逆变侧发生大扰动，将会引起交流母线电压的 交直流混合系统进行了仿真计算。仿真结果表明， 下降，且逆变侧需要更多无功，导致电压进一步下 由此控制理论设计的控制器能明显改善系统的动态 降，严重时可能引发电压崩溃 J。 特性，有效增加系统阻尼，抑制功角摇摆的同时，为 随着 电力 电子技术的发展，静止无功补偿器 SVC接人点(逆变侧交流母线)提供有力的电压动 (SVC)在电力系统中得到了大量的应用，它比以往 态支持。 的调相机具有投资省、损耗小、维护简单、可靠性高， 特别是响应速度快、控制效果显著等一系列优点，受 1 最优变 目标控制原理 到人们的广泛重视 j。若是将SVC用于对直流系 1．1 最优 目标控制理论 统逆变侧无功的控制，将是一种理想的选择。 对于非线性控制系统 最优 目标控制 OAC(Optimal—AimContro1)取 x(t)=．厂((t)，t)+bu(t) (1) 决于系统状态方程和当前状态，因此具有跟踪和自适