论文部分内容阅读
随着高压直流输电(High-voltage direct current,HVDC)的发展,在两端HVDC系统上发展而来的多端直流输电(Multi-terminal direct current,MTDC)系统受到了越来越多的关注,它比传统两端HVDC有更高的经济性和灵活性。但是,MTDC系统的操作控制更为复杂,其换流站交流母线电压稳定问题是困扰该系统正常运行的重要问题之一。特别是受端为弱交流系统时,系统对换流站功率的变化非常敏感,换流站消耗的无功功率的变化过大将会直接影响交流母线电压的稳定情况。因此,本文采用无功功率控制器来提高MTDC受端交流系统的电压稳定性。首先,文章总结了国内外MTDC技术、系统电压稳定性以及无功功率控制的研究现状,指出采用无功功率控制能充分利用直流系统的无功调节能力,避免无功补偿装置易造成的系统电压不稳定的情况。然后从接线方式、运行方式和基本控制方法等方面对MTDC技术的原理进行了总结,并对串、并联型接线方式进行对比,得出并联型接线在工程应用中更有优势。然后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立了一个并联三端MTDC系统模型,并详细说明了系统的主电路和控制系统。分析了定熄弧角(CEA)型和定触发角(CIA)型两种控制策略对系统电压稳定性的影响,通过仿真对比得出结论,基于CIA型控制的MTDC系统比CEA型控制更稳定,响应更快。最后,文章通过分析无功功率控制的基本原理和换流器的无功功率特性,提出了一种在逆变侧定电压控制上附加的无功功率控制器,并添加了无功反馈环节。所述控制器是通过调整直流电压来改变逆变侧换流器的无功消耗,将换流站与交流系统之间的无功交换量控制在设定的水平。利用三端MTDC模型进行仿真,仿真结果表明,在逆变侧发生三相接地短路故障时,该无功功率附加控制器能提高系统的故障恢复能力,从而有效提高了受端交流母线电压稳定性。同时,提出了一种基于遗传算法的参数优化方法,构造了基于控制信号偏差的目标函数对无功功率控制器的PI参数进行优化。然后通过仿真验证所提优化方法的有效性,结果表明基于该优化方法得到的控制器参数,使无功功率附加控制器的效果更好。