基于VSC的HVDC變換器建模與控制的綜述報(bào)告

基于VSC的HVDC變換器建模與控制的綜述報(bào)告HVDC變換器是高壓直流輸電系統(tǒng)中的核心部件，具有驅(qū)動(dòng)電力系統(tǒng)發(fā)展的重要作用。因此，對(duì)HVDC變換器的建模與控制進(jìn)行深入研究有著重要意義。基于VSC（VoltageSourceConverter）的HVDC變換器是近年來興起的一種新型變換器，相較于傳統(tǒng)的LCC（LineCommutatedConverter）變換器具有更好的控制特性和更高的柔性。因此，基于VSC的HVDC變換器逐漸成為HVDC輸電系統(tǒng)中的主流技術(shù)。本文重點(diǎn)對(duì)基于VSC的HVDC變換器的建模與控制進(jìn)行綜述。1.基于VSC的HVDC變換器建模HVDC變換器通過控制轉(zhuǎn)換元件的導(dǎo)通和斷開，控制直流電壓和電流的變化，從而實(shí)現(xiàn)直流輸電系統(tǒng)中的功率控制。因此，對(duì)HVDC變換器的建模是實(shí)現(xiàn)控制的重要前提。常見的建模方法包括功率控制和電壓控制兩種。1.1功率控制建?；诠β士刂频腍VDC變換器建模主要是通過控制換流器的導(dǎo)通和斷開，使得沿著輸電系統(tǒng)的功率控制變成可能。功率控制建模中常見的建模方法有數(shù)字模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。?shù)字模型建模方法是基于變換器的電路原理進(jìn)行建模，包括建立整流器電路和逆變器電路的數(shù)學(xué)模型。這種模型一般使用絕大部分的器件參數(shù)，可以提供準(zhǔn)確的結(jié)果，但是需要使用大量的計(jì)算資源。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒７椒▌t是基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)HVDC變換器進(jìn)行建模，需要更少的計(jì)算資源，具有更快的算法速度。但是經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷木炔蝗鐢?shù)字模型。1.2電壓控制建模基于電壓控制的HVDC變換器建模是通過控制逆變器輸出的電壓，來實(shí)現(xiàn)功率控制。其建模方法主要包括電壓源模型和電流源模型兩種。電壓源模型建模方法是將逆變器模型轉(zhuǎn)換為電壓源模型，將輸出電壓作為控制量進(jìn)行控制。這種方法具有響應(yīng)速度快、控制精度高等特點(diǎn)，常用于電壓控制型HVDC變換器。電流源模型建模方法是將逆變器模型轉(zhuǎn)換為電流源模型，將輸出電流作為控制量進(jìn)行控制。這種方法具有與電壓源模型相反的特點(diǎn)，常用于電流控制型HVDC變換器。2.基于VSC的HVDC變換器控制HVDC變換器控制包括工作狀態(tài)控制和功率控制兩部分。工作狀態(tài)控制是通過控制換流器的導(dǎo)通和斷開來控制變換器的工作狀態(tài)，功率控制是通過控制逆變器輸出電壓和電流來實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的功率控制。2.1工作狀態(tài)控制工作狀態(tài)控制主要是控制換流器的開關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行、切換等操作。常見的控制方法有基于模擬比較的控制、基于PWM控制等。基于模擬比較的控制是通過控制電壓和電流比較器的輸出，實(shí)現(xiàn)開關(guān)管開通和關(guān)斷的控制。這種方法簡單可靠，常用于HVDC中的整流器控制。基于PWM控制則是通過在開關(guān)周期中對(duì)開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行控制，控制逆變器輸出的電壓波形。這種方法可以實(shí)現(xiàn)較為精確的電壓控制，常用于HVDC中的逆變器控制。2.2功率控制功率控制主要是通過控制逆變器的輸出電壓、電流等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電力系統(tǒng)的功率控制。常見的控制方法有電壓控制和電流控制等。電流控制方法是通過調(diào)節(jié)逆變器輸出的電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流系統(tǒng)中的功率的控制。常見的方法有電流環(huán)控制、電流限制控制等。電壓控制方法是通過調(diào)節(jié)逆變器輸出的電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流系統(tǒng)中的功率的控制。常見的方法有電壓環(huán)控制、電壓限制控制等。基于VSC的HVDC變換器在傳統(tǒng)HVDC系統(tǒng)中具有更好的控制特性和更高的柔性，逐漸成為HVDC系統(tǒng)中的主流技術(shù)