基于vsc-hvdc附加阻尼控制抑制电力系统低频振荡的研究

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1、图书分类号：U.D.C.工程硕士学位论文基于VSC-HVDC附加阻尼控制抑制电力系统低频振荡的研究硕士研究生：李洋导师：王振浩申请学位级别：工程硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年4月授予学位单位：东北电力大学ClassifiedIndex:U.D.C.DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTheStudyofSuppressingLow-frequencyOscillationofPowerSystembasedonA

2、dditionaldampingcontrollerofVSC-HVDCCandidate：LiYangSupervisor：ProfWangZhenhaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination：Mar.2015University：NortheastDianliUn

3、iversity摘要随着电力电子器件生产工艺的成熟及门极可关断电力电子元件生产成本的降低和脉宽调制技术的成熟应用，使得基于电压源型换流器的高压直流输电系统具有广泛的应用前景。电压源型换流器实现了对有功功率和无功功率的独立四象限解耦控制并且具有灵活、快速的控制能力。抑制交流系统低频振荡不仅限于使用传统的交流输电手段；还可以通过在交直流混联系统的控制环节中加入附加阻尼控制器，利用直流功率调制策略，有效的提高系统阻尼，以此来实现对系统低频振荡的抑制。通过对柔性直流输电控制系统的基本理论及数学模型展开研究，并

4、对国内外直流输电抑制系统低频振荡的附加控制方法进行分析比较，得出附加控制器限幅环节对控制效果产生不利影响。首先，对柔性直流输电的分层控制系统基本结构、原理进行研究，并针对外环功率、内环电流控制进行详细分析。利用仿真软件建立柔性直流输电模型，分析了有功无功功率独立解耦控制效果，以及对直流电压所产生的影响。其次，从柔性直流输电附加控制提高系统阻尼机理出发，以附加阻尼控制器设计为基础，在4机交直流混联系统中分析对比加入与未加入附加控制器的系统振荡情况，以检验附加阻尼控制器的性能和对系统低频振荡和暂态稳定性的

5、影响。针对于附加阻尼控制器的限幅环节对控制效果的影响，提出了引入故障恢复信号的附加阻尼控制。故障恢复信号为指数规律衰减信号，将其与附加阻尼控制器输出信号叠加，作为直流功率调制的参考信号，以减小直流功率调制前期的直流功率幅值，并在直流电压波动的允许范围内，使直流功率调制过程趋于理想的自由衰减振荡，比无故障恢复信号的附加阻尼控制衰减更快，从而显著减小限幅环节的影响。本文还给出了直流电压波动随直流功率波动变化的关系曲线。通过对仿真结果进行对比分析可得出：含附加阻尼控制器的柔性直流系统能够有效抑制系统低频振荡

6、，提高系统机电暂态稳定性。关键词：电力系统低频振荡；柔性直流输电技术；附加阻尼控制；限幅环节；故障恢复信号IAbstractByinstallingagatecontrolledpowerelectronicdevicesandpulsewidthmodulation（PWM）involtagesourceconverterbasedhighvoltageDC(VSC-HVDC),ahigherlevelofactivepowerandreactivepowercontrollabilityhasbe

7、enachieved.VSC-HVDCwithauxiliarydampingcontrollerssuccessfullysuppresseslow-frequencypoweroscillationsforabetterDCpowermodulation.Thisproject,basedonresearchinganumberofliteraturereviewsofbasicVSC-HVDCcontroltheoryandthecorrespondingsystemmodelling.Besi

8、des,auxiliarypoweroscillationdamping(POD)controllerforlowfrequencydampingimprovementintherealpowersystemisconcernedinthisprojectaswell.Theaimofthisresearchistoanalysisthepotentialnegativeimpactsbyutilizingauxiliarycontrollermagni