多端柔性直流输电控制系统的分析-电力系统及其自动化专业论文.docx

第 第 PAGE IV 页 第 第 III 页 因此本文首先详细分析了 VSC 的数学模型，研究了其适用于轻型直 流输电的拓扑结构以及控制方法，且详细分析了不同拓扑结构对 VSC 输出电能质量的影响。并以两端系统 VSC-HVDC 为基础，详细分析 了现有控制策略的优劣，且在已有研究的基础上，提出了针对不同目 标的控制策略。 对于 VSC-MTDC 的控制，目前提出的控制方式可以分为有无通 讯两大类。带通讯的控制方式主要有主从控制方式，它需要上层控制 器的协调；无通讯的控制方式没有上层控制器，主要有基于直流电压 偏差控制的多点直流电压控制方式、带电压下降特性的控制方式等。 本文在无通讯条件下，提出了多点直流电压控制策略。 然而，无通讯模式虽然结构简单，但始终因为缺少上层控制器的 协调，无法最终保证系统在故障或者大扰动情况下的稳定以及最优控 制。可是上层控制器的计算速度以及它与 VSC 本地控制器的通讯延 时却限制了传统主从控制方式在长距离输电以及复杂系统中的应用。 本文将日渐成熟的 Multi Agent System（MAS）应用于 VSC-MTDC 的控制系统，不但提高了计算速度而且降低了对通讯速度的要求。同 时本文详细分析了 MAS 的协调控制策略，它能够有效地对各 VSC 进 行协调控制，保证 VSC-MTDC 系统高效稳定的运行。 本文最后探讨了 VSC-MTDC 在大型风电场中的应用，并根据风 电输出不稳定的特点，引入储能装置，研究了适用于风电场并网的控 制策略，它有助于提高风电的输出效率，降低风电波动对电网的影响。 关键词：电压源型换流器（VSC）；多端高压直流输电；多 Agent 系 统(MAS)；协调控制；风电场 Research on the Controller for VSC- Multi-Terminal HVDC ABSTRACT The traditional PCC (Phase Change Converter) based HVDC (PCC-HVDC) has great development since 1960s and continued to develop AC-DC interlinked network, which has promising future. In contrast to AC transmission, PCC-HVDC has unparalleled advantages in some areas, such as long distance power transmission or asynchronous interlink of large capacity system. However, the PCC-HVDC also has limits as fellows: produces large low frequency harmonics and absorbs large reactive power; expensive in investment of PCC converter station; unable to supply for the small capacity system and the load without revolving motors. However, as the operation and control technology have developed rapidly since 1990s and some practical projects have been put into commercial operation, this dissertation focuses on the operation and control of an innovative VSC based multi-terminal HVDC system. The capacity of VSC-HVDC has reached hundreds of MW. It not only can be applied in the connection to the AC system and long-distance transmission, but also can improve the power quality and connect the passive network to supply power to the isolated system. However, if one of the two VSCs is broken, the VSC-HVD