vsc-hvdc的空间矢量pwm控制及其实现

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1、第36卷第6期华北电力大学学报Vo1．36．No．62009年11月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityNOV．，2009VSC—HVDC的空间矢量PWM控制及其实现杨用春，赵成勇(华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，河北保定071003)摘要：空间矢量PWM(SVPWM)调制方法具有较高的直流电压利用率，而且由于其采用简单的矢量切换模式更易微处理器实现，因此考虑将它引入到电压源型换流器高压直流输电(VSC—HVDC)的控制当中以期获得良好的控制性能。首先介绍了VSC—HvIX；的

2、运行原理，然后在分析了SVPWM调制原理的基础上，着重讨论了如何将其数字实现的问题，最后在建立的VSC—HⅥ)C物理实验系统上进行了实验验证。关键词：电压源型换流器；高压直流输电；空间矢量PWM；数字信号处理器；物理实验中图分类号：TM721．1文献标识码：A文章编号：1007—2691(2609)06—0014—05SVPWMcontrolandrealizationonVSC—HVDCYANGYong—chun，ZHAOCheng—yong(KeyLaboratoryofPowerSystemProtectionandDynamicSecuri

3、tyMonitoringandControlunderMinistryofEducation，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：SVPWMCanimprovetheusingrateofdcvoltage，anditcanbeeasilyrealizedonmicro—computerbecause。fitssimplyswitchingmode．SOapplyitintotheVSCHVDCinordertogaingoodperformance．Firs

4、ttheprinci—pieofVSC—HVDCisintroduced，thenhowtorealizetheSVPWMisdiscussedbaseditsmodulationprinciple，finallydesignedanexperimentaldeviceofVSC—HVDCandtheresultsisvalidated．Keywords：VSC—HVDC：SVPWM；DSP；physicalexperiment力电子技术的发展特别是电力电子器件制造技术0引言的快速进步，VSC—HⅥ)C传输功率的不断增目前，高压直流输电(HVDC)

5、换流站广泛大，基于VSC—HVDC系统的能量传输日益受到重视-3]。VSC—HVDC的工程数量正在不断增采用晶闸管作为换流器件，由于晶闸管为半控型加，已经投入运行的VSC—HⅥ)C工程有10个，器件，因此高压直流输电技术用于联网存在着一正在或即将施工的VSC—HⅥ]C工程数量有3些固有缺陷。个，其中最大输送功率达400MW。从技术理论随着电力电子器件和控制技术的发展，换流上考虑，现在VSC—HVDC最大传输功率可达到站采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)、集成门极换1100MW。流晶闸管(IGCT)等元件构成电压源换流器空间矢量QWM(SVPWM)控制

6、策略早期(VSC)直流输电技术成为可能。VSC—HVDC由日本学者在20世纪80年代初针对交流电动机技术采用IGBT等全控型器件与脉宽调制变频驱动而提出，其主要思路在于抛弃了原有的(PWM)技术，能够对VSC—HVDC传输的有正弦波脉宽调制(SPWM)，而是采用逆变器空功、无功功率实现四象限独立控制，同时由于电间电压矢量的切换以获得准圆形旋转磁场，从而在不高的开关频率(1～3kHz)条件下，使交流收稿日期：2009—03—10．基金项目：国家自然科学基金资助项目(50577018)；华北电电动机获得了较SPWM控制更好的性能。这种力大学重大项Fd预

7、研基金(200713001)；华北电力方法的优点主要表现在：能减小电动机的转矩脉大学青年教师科研基金(200811001)．动和提高电动机的动态响应性能，同时还能提高第6期杨用春，等：VSI2一HVDC的空问矢量PWM控制及其实现15电压型逆变器的电压利用率，正是基于这一优足以下两个条件：点，其有了更广阔的应用空间，特别是在变频器(1)任意时刻总有3个开关处于导通状态，中应用较多，已走向成熟阶段。另外，简单的矢另3个处于关断状态；量模式切换更易于单片微处理的实现，这为工程(2)上下桥臂不能同时导通。应用打下了坚实的基础。根据这两个条件，设A，B，C

8、3对桥臂的开关变量为(S，Sb，S)，每个变量有两种状态：1VSC的运行机理0或1，其中上管导通(下管关断)为1；上管关断