本科毕业设计论文—基于VSC的高压直流输电系统控制策略研究

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1、HUNANUNIVERSITY课程论文论文题目：基于VSC的高压直流输电系统控制策略研究学生姓名：学生学号：专业班级：电气2班学院名称：电气与信息工程学院指导老师：学院院长：年月日湖南大学课程论文第I页摘要VSC-HVDC输电技术在实际的电力系统中已得到了一些成功的应用，其显著的特点就是具有高度可控性。作为一种新型的输电技术，目前在国内，其相关的研究还处于初步阶段，因此对于此领域的研究特别是相对不够成熟的控制策略研究具有深刻的理论意义和现实意义。本文从VSC的单相电路结构入手简要地分析VSC-HVDC输电系统的工作原理及控制方式。在此基础上对在给定控制方式的VSC-HVDC输电系统，导

2、出了其稳态数学模型，再根据非线性控制理论中的状态反馈精确线性化方法对所导出的数学模型进行了全局精确线性化，从而将系统的非线性数学模型转化为完全能控的线性方程，再根据二次型最优控制理论设计了VSC-HVDC输电系统的非线性控制器。在分析含VSC的交直流混合输电系统模型的基础上，对系统的非线性模型进行了线性化和偏差化，从而得到交直流混合输电系统的状态方程和输出方程，再根据有结构约束的分散协调控制理论，得出了系统的最优控制规律，并在此基础上设计了适合交直流混合输电系统的分散协调控制器。最后利用电磁暂态仿真软件PSCAD／EMTDC，对本文提出的非线性控制器和分散协调控制器分别进行了计算机仿真

3、研究。仿真结果表明，本文所采用的VSC-HVDC输电系统模型可行，提出的线性化方法有效。在输电系统发生故障或扰动时，本文所设计的非线性控制器和分散协调控制器均能有效地增加系统的阻尼，改善系统的暂态稳定性，减少直流输电线路电压和电流的振荡幅度和持续时间，使系统能够在较短的时间内恢复到正常运行状态，从而有效改善了输电系统的动态性能。关键词：VSC；非线性控制；分散协调控制；PSCAD／EMTDC.湖南大学课程论文第I页AbstractThetechnologyofHVDCpowertransmissionbasedonVSCwhichcouldbehighlycontrolledhadso

4、mesuccessfulapplicationsinthepowersystems．Butasanewtechnology，studyinthisfieldisnotmatureinourcountry．Sothestudyinthisfieldespeciallytheimmaturecontrolschemeisofgreatmeaninginboththeoryandexpenence.Startingfromthestructureofsingle—phasecircuitofVCS，thisarticlebrienyanalyzedboththeprincipleandcon

5、trolmethodofVSC—HVDCpowertransmissionsystem．OnthatbasisstablemathmodeloftheVSC—HVDCpowersystemundergivencontrolschemewasdeduced.Thenthemodelisconvertedtoafullycontrollablelinearmodelusingstatefeedbackandcoordinatetransformationinnonlinearsystemcontroltheory．Lastanonlinearoptimalcontrolstrategyis

6、deriVedbasedontheoptimalcontroltheor)roflinearsystems．FinallyanewnonlinearcontrollerisdesignedforVSC—HVDCsystems．Thestateequationandoutputequationareobtainedusinglinearizationmethodonthebasisofanalyzingthehybridtransmissionsystems．Thenanoptimalcontrolstrategyisderivedbasedonthestructurerestricti

7、oncontroltheoryofIinearsystems．Finallyanewdecentralizedandcoordinatedcontrollerisdesignedforhybridtransmissionsystems．Numericalsimulationsofthenewlydesignednonlinearcontrolleranddecentralizedandcoordinatedcontrollerarecarrie