vsc-hvdc系统交流输出中直流分量抑制控制方法

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1、摘要由于VSC．HVDC具有向无源系统或者弱交流系统供电、有功功率和无功功率能快速独立控制、易于构成多端网络和环境友好等优异性能，使其在新能源并网、电网非同步互联、向无源系统供电等场合的应用越来越广。VSC-HVDC是基于可关断换流元件和脉宽调制(PWM)技术、通过控制功率开关管的通断来实现电能转换。控制电路中运算放大器的零点漂移、功率电子器件参数的离散性以及电压参考调制波及载波中的直流分量会使逆变器交流输出中含有直流分量，给VSC．HVDC带来不利影响。为了提高VSC．HVDC系统交流输出电能的质量，本文着重研究了VSC．HVDC系统交流输出中直流分量产生的原因以及对VSC．HVDC系统中换

2、流变压器的影响。本文首先建立了VSC．HVDC在abc三相静止坐标系、d—q旋转坐标系下的数学模型，对稳态情况下不考虑直流分量时的控制策略进行了研究。然后分析了VSC．HVDC系统中直流分量产生的原因，阐述了引起换流变压器直流偏磁的机理。根据Park变换研究了直流分量在d—g坐标系中的表现形式，分析了VSC．HVDC系统采用直接电流控制时，直流分量对VSC—HVDC系统的影响。推导了考虑直流分量时VSC．HVDC系统的数学模型，在此基础上提出了基于重复控制的抑制直流分量的控制策略。最后利用PSCAD对两种控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明，所提出的控制策略具有良好的控制性能，能有效抑制逆变器

3、输出中的直流分量，提高了VSC．HVDC系统交流输出的电能质量。关键词：VSC．HVDC；直流分量；重复控制；电能质量ABSTRACTVSC·HVDCwiththeexcellentperformanceofsupplyingpowertothepassivesystemorweakACsystem，controllingtheactiveandreactivepowertransmissionfastandindependently,constitutingamultiportnetworkeasily，atthesametime，itisprovidedwithenvironment—fr

4、iendly，applicationofVSC—HVDCinnewenergygrid，thegridnon-synchronousinterconnect，supplyingpowertopassivesystemsmorewidely．VSC—HVDCisbasedoncanshutofftheflowchangingcomponentsandpulsewidthmodulation(PWM)technology,throughthecontrolpowerswitchpipeofthehigetoachievepowerconversion。Zerodriftoftheoperation

5、alamplifierincontrolcircuit，thediscreteofthepowerelectronicsdeviceparametersandtheDCcomponentinthereferencemodulationvoltageandthecarrierwillmaketheACoutputofinvertercontainsaDCcomponent，andtheDCcomponentgiveanadverseimpactontheVSC—HVDC．InordertoimprovethequalityofACoutputpoweroftheVSC—HVDC，Thethesi

6、sfocusesonthecausesoftheDCcomponentintheACoutputoftheVSC．HVDCandtheinfluenceontheconvertertransformer．ThisthesisfirstlyestablishedtheVSC—HVDCmathematicalmodelinthecoordinatesystemofABCthree-phasestaticandrotation，ThecontrolstrategyofthesteadystatenottoconsiderDCcomponentisstudied．Thenanalyzesthereas

7、onscausingthedccomponentofVSC—HVDCsystem，OnthemechanismcausingtheconvertertransformerDCbiasfortheDCcomponent，DescribedthemechanismcausingtheconvertertransformerDCmagneticbias．AccordingtoParktransforma