基于RTDS的柔性直流输电功率控制策略的研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800243硕硕士士学学位位论论文学生类别：全日制专业型硕士研究生学科名称：控制工程论文题目:基于RTDS的柔性直流输电功率控制策略的研究英文题目：ResearchonthepowercontrolstrategyofVSC-HVDCtransmissionbasedonRTDS学生姓名：李培培导师姓名：胡林静副教授王蕴敏高级工程师二○一八年六月原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用

2、的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古工业大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论

3、文。为保护学校和导师的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内容或研究成果用于发表学术论文须征得内蒙古工业大学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名为内蒙古工业大学方可投稿或公开发表。本学位论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：内蒙古工业大学硕士学位论文摘要风电场的场址一般都地处偏远地区，通常采用交流方式或高压直流方式进行电能输送。柔性直流输电采用PWM脉宽调制技术可实现有功、无功功率的解耦控制，可灵活的对系统进行无

4、功功率补偿，并对系统电压的稳定有着关键性的作用，现已成为主流的输电方式。本文主要利用实时数字仿真平台RTDS（RealTimeDigitalSimulator），对经由柔性直流输电方式并网的双馈风力发电系统进行应用研究。首先，本文分析了基于双馈感应电机DFIG（Doubly-FedInductionGenerator）的风电场系统的拓扑结构以及运行原理。在实时数字仿真平台RTDS上采用小步长元件对容量为50MW的双馈风电系统进行机理建模，同时搭建内部控制策略模型。模拟风电系统正常及单相故障运行情况，仿

5、真分析DFIG系统的动态特性。其次，本文研究柔性直流输电运行原理和控制策略。在RTDS仿真平台上搭建了基于模块化多电平换流器的双端高压直流输电MMC-HVDC（ModularMultilevelConverterHighVoltageDirectCurrentTransmission）系统及控制器模型。对换流站进行双闭环矢量控制策略的设计，其中送端换流站采用定交流电压和定直流电压的外环控制策略，受端换流站采用定直流电压和定无功功率的控制策略，以保证系统中有功功率稳定传输。最后，以上述分析为基础搭建了基

6、于MMC-HVDC并网的DFIG风电场系统，分析了系统正常及单相接地故障情况下的运行特性。双端换流站采用基于矢量控制的双闭环控制策略，保证了直流母线电压的稳定，同时维持风电场汇集处交流母线电压的稳定。当并网处交流系统发生单相故障时，分析由DFIG内部电网侧换流器和柔性直流输电系统换流站之间的协调控制，补偿系统所需的无功功率，提高了系统的故障穿越能力。关键词：双馈风力发电系统；矢量控制；柔性直流输电；RTDSI内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractThesitesofwindfarmsaregene

7、rallylocatedinremoteareasandareusuallytransportedbymeansofACpowerorhighvoltagedirectcurrenttransmission.VSC-HVDCcanrealizeactivepowerandreactivepowerdecouplingcontrolindependentlyandtheflexibilitytorealizereactivepowercompensation.Itplaysakeyroleinthest

8、abilityofthesystemvoltageandhasnowbecomethemainstreamtransmissionmethod.Inthispaper,theRTDSplatformisusedtostudythedual-fedwindpowergenerationsystem,whichisconnectedviaVSC-HVDCmode.Firstofall,thispaperanalyzesthetopologyofDFIG(Do