轻型直流输电的一种解耦控制策略
轻型高压直流输电中的光纤驱动及检测策略
１ 引 言
非并 网风 电［ 对 中国风 电发展 思 路 的一 次重 ８ １ 是 要 的探 索 与 实践 。 最 主要 的应 用前 景 为 具 有直 流 其 负 载特 性 的高耗 能 产业 ， 常适 合 于轻 型 高 压 直流 非 输 电工程 。轻 型高 压直 流输 电【】 一种 新 型 的直流 ｌ是 Ｉ ４ 输 电技 术 ，满 足 风 力发 电场 长距 离 输 电 的要 求 。 在 国外 已得 到推 广 应 用 ， 生 了 巨大 的经 济 与 环保 效 产
纤
一
．
、 ：
．
；ｃｉ ｒ ｌ＿ Ｖ ＿ ｃ
：ｅ ｛ ＝
ＧＮＤ ｌ ｒ Ｖ。 １
光 发 送器 ， 将脉 冲电信 号 转换 为 光信 号 沿 光纤 传 送
到光 接收 器，然 后 由光 接 收器将 光 信号转 换 为 脉 冲
ｙ． ・ ｌ 一／ ｌ 、 ） １ ：．
・：
电信 号 送 给驱 动器 （ ７ ６ Ａ ）给 Ｉ Ｂ Ｍ５ ９２ Ｌ ， Ｇ Ｔ提 供脉 冲
驱 动信号 ：当 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ发生 过流 情况 时 ． ７ ６ Ａ Ｍ５ ９ ２ Ｌ的 故 障 引 脚 Ｆ 低 电 平 输 出 ， 并 通 过 光 纤 传 送 到 Ｏ
Ｕ Ｃ ８ ５的 电 流 检 测 脚 （ Ｃ 脚 ） 最 终 将 驱 动 脉 Ｃ ３９ 即 ，
Ｕ Ｃ ８ ５发 出 的脉 冲驱 动信 号 反相 ， 采 用 三极 管 Ｃ ３９ 可
Ｕ
匪壹
或 Ｌ １ 原 信号 ，本 文基 于 以下 两点 原 因 ，选 择 Ｓ４复
Ｌ１ Ｓ ４复原 信 号 ： 先 ，Ｓ ４可 以实 现 波形 的 整形 和 首 Ｌ１ 放大 ； 其次 ， 当光 纤损 坏 时 ， Ｂ 一 ５ １的 １脚为 高 ＨＦ Ｒ ２ ２ 电平 ， 过 Ｉ １ 经 ＿ ４反 向后 使 得 厶 变 为 低 电平 ， 时 ５ 及 关断 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ模 块 ， 保证 整个 系统 的可靠 性 。
双向直流变换器的双环解耦控制策略
对输出电压的控制。在数字控制系统中，每个开关
周期只采样电感电流或电容电压值一次 （开关周期
中点时刻采样），因此采样值均为这些变量的开关
周期平均值。
基于电感电流、电容电压的开关周期平均值
建立的双向Buck/Boost变换器状态方程如下：
Cbmdlibus/ di= i o— i load
（］）
LA i L/dt+ i 几=%-%
根据电路定理，电路参数确定后3种工作模 态下变换器相同占空比驱动时的电感电流有相同
双向直沆变换器的双环解耦控制策略
的纹波特征。同时，电感电流可以等效为一个开关
周期的平均电流与纹波电流分量的叠加。其中纹
波电流由开关频率、电感参数决定，直流电流由输
出功率决定。因此，控制电感电流的开关周期平均
值就可以实现对电感电流的控制。同理，可以实现
第53卷第12期 2019年12月
电力电子技术 Power Electronics
Vol.53, No.12 December 2019
双向直流变换器的双环解耦控制策略
唐广笛"2,张旭辉2,章桐I,王征宇2 (1.同济大学，汽车学院，上海201804； 2.中车时代电动汽车股份有限公司，湖南株洲412001)
摘要：此处分析了双向Buck/Boost变换器的平均状态方程，对其提出了一种可推广应用的双环解耦控制策略，
总结了该控制策略的实现方法，并将其推广应用到双向Cuk电路中。讨论了双环解耦控制策略的其他形式与
优化技术路线。最终以双向Buck/Boost变换器为例，通过仿真和实验验证证实了这类控制策略的有效性。
可见，当U&cUg时，厶＜0,即双向Buck/Boost
变换器工作在负电流状态；反之，工作在正电流状
一种基于柔性直流技术的送端电网电磁环网解环方法
一种基于柔性直流技术的送端电网电磁环网解环方法康鹏;刘蔚;林成;孙斌;马覃峰【摘要】针对送端电网外送通道上存在的电磁环网的解环问题，提出了一种基于柔性直流技术的电磁环网解环方法。
首先根据送端电网孤网运行下的暂态和稳态频率稳定约束条件，确定利用柔性直流技术解环所需的最小额定功率的方法；然后通过与常规解环方案的投资对比，分析采用柔性直流技术方案的可行性；最后以贵州电网内某送端电网的电磁环网解环为算例，计算了采用柔性直流技术解环所需的最小额定功率并验证了方案的可行性。
%In allusion to the problem of opening loop for electromagnetic loop network in power transmission channel of the sending-end power grid,this paper presents a kind of method for opening loop based on VSC HVDC. This method firstly u-ses a method of determining the required minimum rated power for opening loop according to restriction conditions for tran-sient and steady frequency under island operation of the sending-end power grid,then by comparing investment with conven-tional opening loop scheme,analyzes feasibility of the VSC HVDC technology. Finally,it takes one case of opening loop of the sending-end power grid of Guizhou power grid for an example and calculates the minimum rated power for VSC HVDC technology,and confirms feasibility of this scheme.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2016(029)011【总页数】7页(P86-92)【关键词】柔性直流;电磁环网;解环;孤网;送端电网【作者】康鹏;刘蔚;林成;孙斌;马覃峰【作者单位】贵州电网有限责任公司电力调度控制中心，贵州贵阳 550001;南方电网科学研究院有限责任公司，广东广州510080;贵州电网有限责任公司电力调度控制中心，贵州贵阳 550001;贵州电网有限责任公司电力调度控制中心，贵州贵阳 550001;贵州电网有限责任公司电力调度控制中心，贵州贵阳 550001【正文语种】中文【中图分类】TM72高低压电磁环网是指两组不同电压等级运行的线路，通过两端变压器磁回路的联系并联运行[1]。
轻型直流输电的应用
轻型直流输电的应用【摘要】本文主要阐述的是轻型直流输电的应用。
先概述了轻型直流输电的特点及优势，然后介绍了其对应的各种应用场合。
选取了其中一种应用，vsc-hvdc应用于清洁能源（以海上风电为例），进行了详细的阐述。
最后介绍了轻型直流输电在我国的应用前景。
【关键词】轻型直流输电；应用；海上风电；应用前景1 轻型直流输电应用概述1.1轻型直流输电特点轻型直流输电技术是一种基于可关断电力电子器件电压源换流器（vsc）和脉宽调制技术的直流输电技术。
轻型直流输电的特点和优势主要有:①控制灵活，可以独立的控制有功功率和无功功率；②可以工作在无源逆变方式，受端可以使无源网络；可以灵活控制潮流方向；不增加系统短路功率；通过模块化设计使hvdc light的设计、生产、安装和调试周期的缩短，换流站占地面积更小；⑥每个站可以独立控制，易于实现无人值守。
1.2轻型直流输电的应用场合基于以上提到的hvdc light的特点和优势，轻型直流输电的主要应用场合有：（1）清洁能源发电。
受环境条件限制，清洁能源发电一般装机容量小、供电质量不高并且远离主网，如中小型水电厂、风力发电站（含海上风力发电站）、潮汐电站、太阳能电站等，由于其运营成本很高以及交流线路输送能力偏低等原因使采用交流互联方案在经济和技术上均难以满足要求，利用轻型直流输电与主网实现互联是充分利用可再生能源的最佳方式，有利于保护环境。
（2）提高配电网电能质量。
非线性负荷和冲击性负荷使配电网产生电能质量问题，如谐波污染、电压间断、电压凹陷、突起以及波形闪变等问题，使一些敏感设备如工业过程控制装置、现代化办公设备、电子安全系统等失灵，造成很大的经济损失，轻型直流输电可分别快速控制有功、无功的能力并能够保持电压基本不变，使电压、电流满足电能质量标准要求，将是未来改善配网电能质量的有效措施。
（3）异步连接。
比邻两交流系统异步运行时不能交换功率，无法相互提供多余的发电容量，须各有独立的调峰电厂。
柔性输电技术简介
柔性输电之直流输电内容简介轻型直流输电技术是20世纪90年代开始发展的一种新型直流输电技术，核心是采用以全控型器件（如GTO和IGBT等）组成的电压源换流器（VSC）进行换流。
这种换流器功能强、体积小，可减少换流站的设备、简化换流站的结构，故称之为轻型直流输电，其系统原理如图2-1所示。
图2.1 柔性直流输电系统原理示意图其中两个电压源换流器VSC1和VSC2分别用作整流器和逆变器，主要部件包括全控换流桥、直流侧电容器；全控换流桥的每个桥臂均由多个绝缘栅双极晶体管IGBT或门极可关断晶体管GTO等可关断器件组成，可以满足一定技术条件下的容量需求；直流侧电容为换流器提供电压支撑，直流电压的稳定是整个换流器可靠工作的保证；交流侧换流变压器和换流电抗器起到VSC与交流系统间能量交换纽带和滤波作用；交流侧滤波器的作用是滤除交流侧谐波。
由于柔性直流输电一般采用地下或海底电缆，对周围环境产生的影响很小。
1引言随着科学技术的发展，到目前为止，电力传输经历了直流、交流和交直流混合输电三个阶段。
早期的输电工程是从直流输电系统开始的，但是由于不能直接给直流电升压，使得输电距离受到较大的限制，不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求。
19世纪80年代末发明了三相交流发电机和变压器，交流输电就普遍地代替了直流输电，并得到迅速发展，逐渐形成现代交流电网的雏形。
大功率换流器的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍，因此直流输电重新受到人们的重视。
直流输电相比交流输电在某些方面具有一定优势，自从20世纪50年代联接哥特兰岛与瑞典大陆之间的世界第一条高压直流输电（HVDC）线路建成以来，HVDC在很多工程实践中得到了广泛的应用，如远距离大功率输电、海底电缆输电、两个交流系统之间的非同步联络等等。
目前，国内已有多个大区之间通过直流输电系统实现非同步联网：未来几年，南方电网将建成世界上最大的多馈入直流系统；东北电网也有多条直流输电线路正在建设或纳入规划。
一种新的PWM整流器电流解耦控制策略
（ 13 ）
76
电 工 技 术 学 报
∗ f d、 fq 分别为电流的有功电流指令 i d 和无功电流
2005 年 8 月
∗ ∗ 指令 iq 。有功电流指令值 id 与负载电流成正比，用
个动态过程中维持为零，几乎没有变化，表明有功 电流变化对无功电流无影响，反映了优良的解耦性 能；图 4d 为一相输入电压、电流波形，在 2 ～2.05s 期间电压电流同相，PWM 整流器工作在整流状态， 2.05s 后电压电流反相，此时 PWM 整流器工作在逆 变状态。
其中
2 cos θ 3 sin θ cos(θ − 2π 2π ) cos(θ + ) 3 3 （3 ） 2π 2π sin(θ − ) sin(θ + ) 3 3
1 1 1 Ri + u − u + kisq = kf q （ 10） Ls s sq Ls sq Ls cq
F ig.2
输入输出 变量反馈
图2
电流的解耦控制策略
Current fecoupling control strategy
由式（ 7 ） 、式（8 ） ，电流控制器为一阶惯性环 节，性能由系数 k 决定。传递函数为 I sd ( s) I sq (s ) k = = Fd (s ) Fq ( s ) s + k
2
基于输入输出反馈的电流解耦控制策 略
三相电压型 PWM 整流器的拓扑结构如图 1 所 示。主电路采用 IGBT 与二极管反并联的方式， Ls 和 Rs 为电感的等效参数， C 为直流滤波电容，RL 为直流侧负载。 uca、 ucb 、 ucc 为整流桥三相控制电压。 PWM 整流器的基本工作原理为：通过对六个开关 管的适当控制，可以改变桥中点电压 uc a 、ucb 、 ucc 的波形和相位，从而改变输入电流的相位，达到改 变功率因数的目的。
柔性直流输电系统控制策略研究及其实验系统的实现
柔性直流输电系统控制策略研究及其实验系统的实现一、本文概述随着可再生能源的大规模开发和利用，电力系统的运行与控制面临着前所未有的挑战。
柔性直流输电系统（VSCHVDC）作为一种新型的输电技术，因其独特的优势在电力系统中得到了广泛的应用。
本文旨在深入研究柔性直流输电系统的控制策略，并探索其实验系统的实现方法。
文章首先回顾了柔性直流输电技术的发展历程，分析了其与传统直流输电系统的区别和优势。
详细介绍了柔性直流输电系统的基本原理和关键控制技术，包括换流器控制、系统启动控制、有功和无功功率控制等。
在此基础上，本文提出了一种基于预测控制的柔性直流输电系统控制策略，并对其进行了详细的理论分析和仿真验证。
为了验证所提控制策略的有效性和可靠性，本文还设计并搭建了一套柔性直流输电系统的实验平台，详细介绍了实验平台的硬件组成、软件设计以及实验过程。
对实验结果进行了分析和讨论，验证了所提控制策略在实际应用中的可行性和优越性。
本文的研究为柔性直流输电系统的优化设计和稳定运行提供了重要的理论支持和实践指导。
二、柔性直流输电系统概述柔性直流输电系统（Flexible DC Transmission System，简称FDCTS）是一种新型的直流输电技术，它基于电压源换流器（Voltage Source Converter，VSC）和脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术，具有控制方式灵活、适应性强、无需滤波和无功补偿装置等特点，因此在大规模可再生能源并网、孤岛供电、城市电网增容和异步电网互联等领域具有广泛的应用前景。
柔性直流输电系统的核心设备是电压源换流器，与传统的电流源换流器相比，VSC具有可独立控制有功功率和无功功率、能够实现四象限运行、无需交流侧滤波器等优点。
VSC通常采用PWM技术，通过对开关器件的快速切换，实现对输出电压和电流的精确控制。
在柔性直流输电系统中，控制系统发挥着至关重要的作用。
柔性直流输电技术应用、进步与期望
柔性直流输电技术应用、进步与期望一、概述随着全球能源结构的转型和电力电子技术的飞速发展，柔性直流输电技术（VSCHVDC）作为一种新型的输电方式，正逐渐受到广泛关注和应用。
柔性直流输电技术以其独特的优势，如可独立控制有功和无功功率、无需交流系统提供换相电压支撑、易于构成多端直流系统等，在新能源接入、城市电网供电、海岛供电、分布式发电并网等领域展现出广阔的应用前景。
自20世纪90年代以来，柔性直流输电技术经历了从理论研究到工程实践的发展历程。
随着电力电子器件的不断进步和控制策略的优化，柔性直流输电系统的容量和电压等级不断提升，系统效率和可靠性也得到了显著提高。
目前，柔性直流输电技术已成为解决新能源大规模并网、提高电网智能化水平、推动能源互联网发展的重要技术手段。
尽管柔性直流输电技术取得了显著的进步，但仍面临一些挑战和期望。
一方面，随着应用领域的不断拓展，对柔性直流输电系统的性能要求也越来越高，如更高的容量、更低的损耗、更快的响应速度等。
另一方面，随着可再生能源的大规模开发和利用，电网的复杂性和不确定性也在增加，这对柔性直流输电技术的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
1. 简述柔性直流输电技术的背景和重要性随着全球能源需求的日益增长，传统直流输电技术在面对能源紧缺、环境压力以及现代科技发展的挑战时，已显得力不从心。
在这样的背景下，柔性直流输电技术应运而生，成为了一种顺应社会发展的新型输电技术。
从能源角度来看，随着城市化进程的加快和工业化水平的提高，能源需求呈现出爆炸式增长。
传统的直流输电技术，虽然在一定程度上能够满足能源传输的需求，但在面对大规模、远距离的电能输送时，其局限性逐渐显现。
同时，随着可再生能源的快速发展，如风能、太阳能等，这些能源具有分散性、远离负荷中心以及小型化的特点，传统的直流输电技术难以满足这些新能源的接入和调度需求。
柔性直流输电技术的出现，正好弥补了这一技术短板，使得大规模、远距离的电能输送以及新能源的接入和调度成为可能。
MMC柔性直流输电系统的基本控制策略
ZJU
第2章
同步旋转坐标系下MMC的数学模型
Idc I r2 m cos(2t t ) 3
icirb
icirc
Idc 2 I r2m cos 2( t ) t 3 3 I dc I r2m cos(2t t 2) 3 3 I dc I r2m cos 2(t 2) t 3 3 I dc I r2m cos(2t t 2) 3 3
ZJU
MMC交流侧在dq坐标系下的输入 输出传递函数 R Lsivd susd sudiffd sLivq s R Lsivq susq sudiffq sLivd s
udiffd ( s )
cos2 cos(22) cos(22)u coma (t ) ucoma (t ) 3 3 u 2 T3 s dq (2) ucomb ( t ) ( t ) comb 3 2 2 sin2 sin(2 ) sin(2 ) u (t ) ucomc (t ) comc 3 3
E pb
SMN
v
usa
Lac Lac
R0
R0
R0
o'
usb usc
uva uvb uvc
iva ivb ivc
va uEpn
L0
L0
相单元
L0
+
vb
多端柔性直流输电(VSC—HVD)系统直流电压下垂控制
多端柔性直流输电(VSC—HVD)系统直流电压下垂控制学院：姓名：学号：组员：指导老师：日期：摘要：多端柔性直流输电系统(voltage sourcedconverter basedmulti-terminal high voltage direct current transmission，VSC-MTDC)与传统的电网换相换流器构成的多端直流输电系统相比，具有控制灵活、能够与短路容量较小的弱交流系统甚至无源交流系统相连、扩建容易等诸多优点直流电压的稳定直接影响到直流潮流的稳定，因此直流电压控制是多端柔性直流输电系统稳定运行的重要因素之一。
下垂控制策略具有无需通讯、可靠性较高等优点，但存在直流电压质量较差、功率分配不独立、参数设计困难等问题。
本文首先介绍了多端柔性直流输电系统控制方法的分类比较，然后重点介绍了下垂控制数学模型，分析MTDC 系统中下垂控制参数对直流电压与电流(功率)的影响机理，研究满足MTDC 系统功率平衡和直流电压稳定的V-I(V-P)下垂特性曲线。
关键词：VSC-MTDC 下垂控制模块化多电平换流器一、引言基于电压源换流器（Voltage Source Converter，VSC）的高压直流输电（High Voltage Direct Current，HVDC）技术（HVDC based on VSC，VSC-HVDC，也称柔性直流输电技术）系统以其灵活性、经济性和可靠性，在新能源并网、城市直流配电网、孤岛供电等领域有着广泛的应用前景。
MTDC 系统接线方式分为串联、并联和混联等，目前主要采用并联式[1]。
并联接线的MTDC 系统中所有VSC 工作于相同直流母线电压下，因此直流电压控制是系统稳定运行的关键，类似于交流系统中的频率控制。
多端柔性直流输电系统级直流电压控制策略可以分为三大类，分别是单点直流电压控制策略、多点直流电压控制策略以及直流电压斜率控制策略。
单点直流电压控制策略将一个换流站作为直流电压控制站，其余换流站负责控制其他的变量，例如交流功率、交流频率、交流电压等，系统中仅有一个换流站对直流电压进行控制，如果这个换流站失去了直流电压的控制能力，整个柔性直流输电系统的潮流将失稳，因此单点直流电压控制策略的适用性较差。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述1、简述柔性直流输电技术的背景和发展历程随着能源结构的优化和电网互联的需求增长，直流输电技术以其长距离、大容量、低损耗的优势，在电力系统中占据了举足轻重的地位。
然而，传统的直流输电技术，如基于晶闸管的直流输电（LCC-HVDC），存在换流站需消耗大量无功、无法独立控制有功和无功功率、对交流系统故障敏感等问题。
因此，柔性直流输电技术（VSC-HVDC）应运而生，它采用电压源型换流器（VSC）和脉宽调制（PWM）技术，实现了对有功和无功功率的独立控制，并具有快速响应、灵活调节、易于构成多端直流系统等优点。
柔性直流输电技术的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，当时基于绝缘栅双极晶体管（IGBT）的VSC技术开始应用于风电场并网和孤岛供电等领域。
随着电力电子技术的快速发展，VSC的容量和电压等级不断提升，使得柔性直流输电技术在电网互联、新能源接入、城市配电网等领域得到了广泛应用。
进入21世纪后，随着全球能源互联网的提出和新能源的大规模开发，柔性直流输电技术迎来了快速发展的黄金时期。
目前，柔性直流输电技术已经成为直流输电领域的研究热点和发展方向，其在全球范围内的大规模应用也为电力系统的智能化、绿色化、高效化发展提供了有力支撑。
2、阐述柔性直流输电技术在现代电力系统中的重要性在现代电力系统中，柔性直流输电技术已经日益显示出其无法替代的重要性。
它作为一种先进的输电技术，不仅克服了传统直流输电技术的局限性，还以其独特的优势在现代电网建设中占据了举足轻重的地位。
柔性直流输电技术的灵活性和可控性使得它在大规模可再生能源接入电网中发挥了关键作用。
随着可再生能源如风能、太阳能等的大规模开发和利用，电网面临着越来越大的挑战。
这些可再生能源具有随机性、波动性和间歇性等特点，对电网的稳定性造成了威胁。
而柔性直流输电技术通过其独特的控制策略，可以实现对有功功率和无功功率的独立控制，从而有效地解决可再生能源接入电网所带来的问题，提高电网的稳定性和可靠性。
柔性直流输电的系统实验
第31卷第9期 2008年9月合肥工业大学学报(自然科学版)JO U RN AL O F H EFEI U N IV ERSIT Y OF T ECH N OL O GYVol.31No.9 Sept.2008收稿日期:2007 09 17基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(070412062)作者简介:刘 淳(1982-),男,安徽合肥人,合肥工业大学硕士生;张 兴(1963-),男,上海市人,合肥工业大学教授,博士生导师.柔性直流输电的系统实验刘 淳, 张 兴, 谢 震(合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009)摘 要:通过分析dq 0坐标系下电压源换流器(V SC)模型,获知基于V SC 的柔性直流输电系统(Flexible HV DC)可以通过对d 轴电流分量和q 轴电流分量的解耦控制,获得有功功率和无功功率的独立控制;并基于此设计了柔性直流输电系统换流站的控制器,利用电网电压的前馈控制获得了对功率传输的灵活、准确调节;实验结果表明了方案的正确性,整个系统具有良好的动静态特性。
关键词:电压源换流器;柔性直流输电;功率传输;前馈控制中图分类号:T M 721 1 文献标识码:A 文章编号:1003 5060(2008)09 1347 05Experimental research on the flexible HVDC systemLIU Chun, ZH ANG Xing, XIE Zhen(School of E lectric E ngineering an d Automation,H efei U nivers ity of T echnology,Hefei 230009,Chin a)Abstract:Through the analysis of v oltage source converter(V SC)equations in the dq 0co ordinate sys tem,it is learned that the activ e pow er and reactive pow er in the flexible H VDC system can be inde pendently controlled by the d ax is cur rent component and the q axis current com po nent.The co ntro l lers o f tw o VSCs are designed,and through the feedforw ard co ntro l,accurate r eg ulation of pow er tr ansfer is achieved.T he ex perimental results hav e validated the contro l scheme.T he sy stem has goo d char acters in both steady state and dynamic state.Key words:voltage source converter(VSC);flexible H VDC;po w er transfer;feedforw ard co ntro l 随着电力电子技术的发展,基于VSC 的直流输电技术已被ABB 公司应用于北美、欧洲的多项电力工程中[1-2],其高度的经济性、灵活性、可控性以及相对交流输电的巨大优势,已引起我国相关电力工作者的注意。
风电柔性直流输电控制策略的研究
Ｐ
Ｐ Ｏ Ｑ＞ ＜， ｏ
Ｕ ｃ
Ｐ＜ ， ＜ ＯＱｏ
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＼ｕ ｓ
Ｕ ｃ
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Ｐ Ｏ ＱＯ ＞， ＜
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图２ Ｖ Ｃ 率 矢 量 图 Ｓ功
Ｆｉ ｕｒ ２ ｇ ｅ ＶＳ ｐｏ ｅｒ ｅｃ Ｃ ｗ ｖ ｔｏｒ ｇｒ ｈｉ ａｐ ｃｓ
Ｆ ｇ ｒ ｌ Ｗｉｄ ｐ ｗ ｒ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉ ｙ ｉ ｔ ｒ ｏ ｎ ｃ ｏ ｙ ｔ ｍ ｂ ｓ ｄ Ｏ ｈ ｅ ｉ ｏ Ｈ Ｄ ｉｕ ｅ ｎ ｏ ｅ Ｉｃ ｒ Ｇ ｔ ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｉｎ ｓ ｓ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆＩｘ ｂｌ Ｖ Ｃ
图７ 电流解耦圈
Ｆｉ ｕｒ ７ ｕｒ ｅｎ Ｄ ｏｕ ｎ ｄｉ ｇｒ ｍ ｇ ｅ Ｃ ｒ ｔ ｅｃ ｐＩ ｇ ｉ ａ ａ
至
（ 直流电流动 态响应曲线 ａ ）ห้องสมุดไป่ตู้
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
（） ｂ 直流电压动态响应曲线
图３三相柔性直流输电变流器主 电路拓扑图
Ｆ ｇ ｒ ｅ ｎ ｃｉ ｃ ｔ ｔ ｐ ｏ ｙ ｏ ｈ ｅ — ｈ ａ Ｉ ｘ． ｅ Ｈ Ｄ ｏ ｖ ｒ ｅ ｉ ｕ ｅ ３ Ｍ ｉ ｕｉ ｏ ｏＩｇ ｆ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ｆ ｅ ｂＩ Ｖ Ｃ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｒ
网侧 滤波 电感 ，其 作用 是存 储 能量 ，实 现 能量在 电网和整 流桥 之 间的流 动 ；ｃ 直流 侧滤 波 为 电容 ，其作 用 是稳 定 直流 侧 电压 ，滤 除直 流 电压 脉 动成 分 。每个 单 元都 为 串联 结 构 的功
MMC-HVDC系统数学模型及其控制策略
MMC-HVDC系统数学模型及其控制策略曹春刚;赵成勇;陈晓芳【摘要】Modular multilevel converter (MMC) is a new topology in VSC-HVDC,which is different from the conventional two level VSC. Therefore.it is significant to study the modeling and control strategy of MMC-HVDC. The topology and working principle of MMC are introduced in this paper. Considering the reactance of the bridge, the mathematic model of the MMC-HVDC was developed, and the simplified circuit diagram of MMC-HVDC was obtained. The 21-level MMC-HVDC system was constructed in PSCAD/EMTDC environment. In the synchronous dq reference frame, the feed forward compensation control strategy is applied, and the simulation results verify that the mathematical model is correct and the control strategy is effective.%模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)是电压源换流器型直流输电领域的一种新型拓扑,与传统的两电平存在一定的不同,因而对其建模及控制策略进行研究,有重要的意义.论文介绍了MMC的拓扑结构及工作原理.在考虑桥臂电抗的基础上,推导出模块化多电平换流器型直流输电MMC-HVDC(modular multilevel converter-high voltage direct current)的数学模型,进一步得到MMC-HVDC的简化电路图.在PSCAD/EMTDC下搭建了21电平MMC-HVDC系统,在dq同步旋转坐标系下,采用前馈解耦控制策略进行仿真研究,仿真结果验证了该数学模型的正确性和控制策略的有效性.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2012(024)004【总页数】6页(P13-18)【关键词】模块化多电平换流器;桥臂电抗;数学模型;简化电路图;控制策略【作者】曹春刚;赵成勇;陈晓芳【作者单位】华北电力大学(保定)电气与电子工程学院,保定071003;华北电力大学(保定)电气与电子工程学院,保定071003;华北电力大学(保定)电气与电子工程学院,保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM721.1电压源换流器型直流输电VSC-HVDC(voltage source converter-high voltage direct current)，具有有功无功灵活可调、占地面积小、环境污染小、具备黑启动能力等显著优点，在可再生清洁能源(如风能和太阳能)的大力开发和利用，城市配电网转入地下改造等领域得到越来越广泛的应用[1～5]。
低压直流微电网运行控制与优化配置研究共3篇
低压直流微电网运行控制与优化配置研究共3篇低压直流微电网运行控制与优化配置研究1低压直流微电网运行控制与优化配置研究近年来，随着能源危机和气候变化的日益加剧，人们对能源领域的研究和开发也越来越关注和重视。
以低压直流微电网为代表的分布式电源系统因其安全、稳定、环保等优势而得到了广泛关注和研究。
低压直流微电网作为一种新的能源供应模式，在城市社区、农村乡镇等设施中得到了广泛应用。
其运行控制及优化配置成为了研究热点。
低压直流微电网的组成主要包括分布式电源、能量存储、负载、转换设备等，同时需要一套完善的控制及优化策略才能够实现高效、安全、稳定的运行。
在运行控制方面，主要包括负荷匹配、能量管理、电池管理等方面。
而在优化配置方面，则包括电源选择和容量配置、能量储备和储存方式选择等方面。
对于低压直流微电网的运行控制方面，负载匹配是一个重要环节，它直接关系到电网的供需负荷平衡和能量利用效率。
因此，在负载匹配方面，需要根据实际场景，将各个负载按照功率需求进行分类，然后通过合理的电器选型及连接方式来实现负载的匹配。
此外，低压直流微电网中如何合理分配能量、实现能量管理也是研究的重点。
具体来说，通过建立电能的传递模型来分配电能；在电池管理方面，通过实时采集电池的状态参数，以及预测负载的能量需求，采取合理的充电和放电措施，避免电池的过充和过放。
对于优化配置方面，电源选择和容量配置是主要的问题。
对于能源供应的选择，应根据实际场景中的能源情况进行匹配，如太阳能、风能、水能等。
同时，需要按照负载需求、地理位置等选择合适的容量，并结合合理的存储方式，如电池、超级电容等，确保电能的足够储备。
此外，在整个系统的运行过程中，需要进行监测和调控，建立一套完善的监测系统，实现系统生命周期管理。
为了更好地实现低压直流微电网的运行控制与优化配置，需要基于科学研究和实际应用，不断加强探索和创新。
通过构建低压直流微电网的仿真平台，进行系统性能分析、效益评估和优化设计，加强对其运行特性进行研究和掌握，实现其高效、安全、稳定的运行。
武大2011电气学院本科生毕设选题
武汉大学本科生毕业论文（设计）信息汇总表学院(系）届专业高压电气设备生命周期费用评估技术研究杜志叶 阮江军1人应用研究新题真实项目题目高压直流换流站阀厅设备电场计算杜志叶 阮江军2人应用研究新题真实项目题目电力配电网铁磁谐振仿真研究杜志叶 1人应用研究改进题真实项目题目高压直流输电线路优化设计技术杜志叶1人应用研究新题真实项目题目220kV变电站电磁环境评估杜志叶2人应用研究新题真实项目题目基于嵌入式平台的电能质量监测装置研发杜志叶1人应用研究新题真实项目题目变电站故障预测研究刘剑2人应用研究新题真实项目题目高压输电线路主设备的状态检修研究刘剑1人应用研究新题真实项目题目IGBT过流保护电路研制谭甜源1-2人理论研究新题真实项目题目谭甜源1-2人应用研究新题真实项目题目基于数据采集卡+工控机方案的电能质量监测软件开发（要基于单片机或DSP的电能质量监测装置研制谭甜源1-2人应用研究新题真实项目题目高海拔地区500kV交流输电线路金具电场优化研究 黄道春2人应用研究新题真实项目题目1000kV紧凑型输电线路绝缘子串电位分布研究 黄道春1人应用研究新题真实项目题目超高压输电线路组合绝缘配置研究 黄道春1人应用研究新题真实项目题目500kV交流变压器套管均压球优化设计研究 黄道春1人应用研究新题真实项目题目超高压输电线路组合绝缘配置研究 黄道春1人应用研究新题真实项目题目高塔和多雷区复合绝缘子防雷性能分析 黄道春2人应用研究新题真实项目题目选相投切抑制断路器操作过电压和涌流的研究 黄道春 阮江军1人应用研究新题真实项目题目126kV合成试验回路设计和多断口真空断路器合成试验 黄道春 阮江军2人理论研究新题真实项目题目126kV模块化真空断路器电位和电场分布研究 黄道春 阮江军1人理论研究新题真实项目题目架空输电线路不平衡度研究文武1-2人应用研究新题真实项目题目架空输电线路电气参数计算文武2-3人应用研究新题真实项目题目直流接地极优化设计文武1-2人应用研究新题真实项目题目输电线路防雷计算软件开发文武 杜志叶1-2人应用研究新题真实项目题目基于PSASP的河南电网短路计算研究向铁元论文研究新题实际课题否特高压线路电流差动保护原理研究袁荣湘论文研究新题实际课题否智能变电站关键技术研究袁荣湘论文应用新题实际课题否智能配电网关键技术研究袁荣湘论文应用新题实际课题否无线传感网实用技术研究袁荣湘论文应用新题实际课题否城市电网规划新技术研究袁荣湘论文研究新题实际课题否最优潮流算法研究张志毅论文研究新题实际课题否基于Matlab的微电网运行特性仿真与分析张志毅论文研究新题实际课题否配电网无功优化算法研究张志毅论文研究新题实际课题否基于GIS的变电站设备动态管理程序开发张志毅论文应用新题实际课题否微电网无功电压综合控制研究张志毅论文应用新题实际课题否电力系统功率/频率特性系数识别与预测吴军论文研究新题实际课题否基于灵敏度分析的电网静态电压稳定水平分析吴军论文研究新题实际课题否基于特高压电网的系统等值简化模型研究吴军论文研究新题实际课题否基于IEC61850的数字化变电站协议分析与解析程序开发王波论文应用新题实际课题否换流变风险评估体系研究王波论文研究新题实际课题否跨区互联大电网在线快速潮流计算方法研究王波论文研究新题实际课题否含分布式电源的配电网潮流分析方法研究王静论文研究新题实际课题否物联网在智能电网中的应用研究王静论文应用新题实际课题否基于多信息源的在线安全评估数据融合方法研究王静论文研究新题实际课题否励磁系统抑制低频振荡的仿真研究廖清芬论文应用新题实际课题否风电机组对低频振荡的影响研究廖清芬论文应用新题实际课题否强迫振荡机理及其定位研究廖清芬论文应用新题实际课题否低频振荡在线监测技术研究廖清芬论文应用新题实际课题否低频振荡阻尼控制技术的仿真研究廖清芬论文应用新题实际课题否含光伏电源的电网安全稳定分析研究向农论文应用新题实际课题否大规模集中式光伏电源的运行特性研究向农论文应用新题实际课题否大规模光伏电源接入对电网调峰的影响向农论文应用新题实际课题否论文应用新题实际课题否设计应用研究新题教师自拟否设计应用研究新题教师自拟否论文应用研究新题真实项目否论文研究新题863项目否论文研究新题863项目否论文研究新题863项目否论文研究新题863项目否否论文研究新题国家自然科学基金否论文研究新题国家自然科学基金否论文研究新题国家自然科学基金大型核电机组对电网调峰的影响研究刘涤尘论文研究新题国网重点科技项目否注：1.题目类型指论文或设计；2.题目性质指理论研究、应用研究或其它；3.题目比较指新题、老题或改进题；4.题目来源指真实项目题目、学生自拟题目、教师自拟题目。
柔性直流输电技术综述
柔性直流输电技术综述徐 政，陈海荣，潘武略，张静，张帆，常勇(浙江大学电机系，浙江省杭州市 310017，hvdc@)摘要：本文详细介绍了柔性直流输电的系统结构、基本工作原理和技术特点；总结了ABB公司几个典型应用工程的相关技术参数及其技术发展现状；重点分析了在工程应用中，柔性直流输电的关键技术及需要重点研究的几个方面的基础理论问题。
1 引言自1954年世界上第一个直流输电工程（瑞典本土至Gotland岛的20MW、100kV 海底直流电缆输电）投入商业化运行至今，直流输电系统的换流元件经历了从汞弧阀到晶闸管阀的变革。
然而，由于晶闸管阀关断不可控，使目前广泛采用的基于晶闸管的电流源型高压直流输电技术具有以下固有缺陷：①只能工作在有源逆变状态，且受端系统必须有足够大的短路容量，否则容易发生换相失败；②换流器产生的谐波次数低、容量大；③换流器需吸收大量的无功功率，需要大量的滤波和无功补偿装置；④换流站占地面积大、投资大。
因此，基于晶闸管的电流源型直流输电技术主要用于远距离大容量输电、海底电缆输电和交流电网的互联等领域。
随着能源紧缺和环境污染等问题的日益严峻，国家将大力开发和利用可再生清洁能源，优化能源结构。
然而，随着风能、太阳能等可再生能源利用规模的不断扩大，其固有的分散性、小型性、远离负荷中心等特点，使得采用交流输电技术或传统的直流输电技术联网显得很不经济。
同时海上钻探平台、孤立小岛等无源负荷，目前采用昂贵的本地发电装置，既不经济，又污染环境。
另外，城市用电负荷的快速增加，需要不断扩充电网的容量，但鉴于城市人口膨胀和城区合理规划，一方面要求利用有限的线路走廊输送更多的电能，另一方面要求大量的配电网转入地下。
因此，迫切需要采用更加灵活、经济、环保的输电方式解决以上问题。
随着电力电子器件和控制技术的发展，换流站采用IGBT、IGCT等元件构成电压源型换流站（Voltage Source Converter，VSC）来进行直流输电成为可能。
背靠背四象限变流器的控制系统设计_刘刚
定稿日期：２００７－０６－０４作者简介：刘刚（１９８２－），男，江苏徐州人，硕士研究生，研究方向为柔性输配电。
１引言随着电力电子技术的进步，各种ＡＣ／ＤＣ，ＤＣ／ＡＣ变流器广泛应用于各个领域。
背靠背四象限变流器以其功率控制灵活、输出谐波含量小等诸多优点，在轻型直流输电、柔性交流输电等诸多领域中获得了广泛的应用。
其整体性能取决于对四象限变流器双向传输功率稳定、快速的控制［１］。
设计的背靠背四象限变流器控制系统由上层功率控制和底层ＰＷＭ控制构成。
上层控制策略保证背靠背四象限变流器系统快速、稳定和精确地完成功率交换。
基于背靠背四象限ＶＳＣ两相同步旋转坐标系下的动态数学模型，采用反馈线性化的方法，设计了非线性解耦控制器，实现功率交换的解耦控制。
底层ＰＷＭ控制对于变流器的输出性能和稳定性也非常重要。
空间矢量调制（ＳＶＭ）适合于数字化实现，电压利用率比ＳＰＷＭ高１５％，因此得到了广泛的应用［２］。
这里采用ＦＰＧＡ与ＤＳＰ配合的方法，ＦＰＧＡ实现ＳＶＭ脉冲，ＤＳＰ专门实现上层功率控制功能，从而解决了ＳＶＭ算法占用ＤＳＰ计算资源过多的问题，提高了控制器的速度和精度。
对提出的上层控制策略和ＳＶＭ脉冲发生器在３０ｋＶＡ／３８０Ｖ背靠背物理样机上进行了实验验证。
结果证明，基于反馈线性化的控制系统响应速度快，性能稳定，能够独立调节与系统的有功、无功交换，且ＳＶＭ脉冲精确度高、稳定性好。
２背靠背四象限变流器模型图１示出背靠背四象限电压源型变流器（ＶＳＣ）的模型。
图１背靠背四象限ＶＳＣ的模型系统由两个四象限电压源型变流器ＶＳＣ１，ＶＳＣ２、直流侧电容器Ｃ１，Ｃ２，电抗器Ｌ１，Ｌ２构成，其中Ｃ１，Ｃ２提供电压支撑并减小直流侧谐波，Ｌ１，Ｌ２用于滤除输出电流谐波。
通常Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ，Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ，忽略变流器并联损耗，变流器串联及线路的损耗用等效电背靠背四象限变流器的控制系统设计刘刚１，陈涛２，严干贵２，刘文华１（１．清华大学，北京１０００８４；２．东北电力大学，吉林吉林１３２０１２）摘要：介绍了背靠背四象限变流器控制系统的设计方案。