基于vsc-hvdc的风电场联网控制策略分析

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1、基于电压源换流器的高压直流输电技术(VoltageSourceConverterBasedHVDC,VSC-HVDC)是在传统直流输电基础上发展起來的一种新型输电技术。它除了具有传统高压直流输电的优点外，还具有能够独立控制有功、无功功率；动态补偿交流母线的无功功率，稳定交流母线的电压；可向无源网络供电、易于构成多端直流系统等优点，更适合于风电场联网。本文首先系统地推导了DFIG的定、转子功率关系、电压方程和磁链方程，提出了机组的控制策略，并在PSCAD仿真软件下验证了其有效性，为研究风电场经VSC-HVDC联网奠定了基础；然

2、后介绍了VSC・HVDC的基本原理和控制方式，建立了VSC・HVDC的数学模型，针对用于风电场联网的两端VSC-HVDC系统提出了相应的控制策略。针对用于风电场联网的VSGMTDC系统，提出了适用于风电场联网的直流电压斜率特性的多端控制方式。仿真结果表明该控制策略能够实现不需要高速通信的条件下有功功率在两个直流接收端之间按比例分配；对风速阶跃变化具有良好的动态响应；在电网交流侧发生故障后具有良好的故障恢复特性。针对交流系统电压不平衡的情况，建立了dq旋转坐标系下的数学模型，分析了交流电压不平衡时VSC-HVDC系统的功率平衡

3、关系。通过对功率平衡关系的分析，得出当负序电流得到抑制时，系统不平衡产生的二倍频分量也大大的减少了。在此基础上提出了以抑制负序电流为目标的不平衡控制策略，并将无差扌白控制引入到正序电流内环控制中。仿真结果表明该控制策略能够很好地抑制负序电流，同时也人人降低了二倍频波动量。尖键词：风电场；联网；VSC-HVDC；VSC-MTDC；不平衡；无差拍AbstractVoltagesourceconverterbasedHVDC(VSC-HVDC)isakindofnewDCtransmissiontechnologydevelope

4、dfromthetraditionalHVDC.BesidestheadvantagesoftraditionalHVDC,VSC-HVDCisalsopossibletocontrolreactivepowerandactivepowerindependently,tocompensatetheACbusreactivepowerdynamicallytostabilizeACbusvoltage,tofeedACsystemswithlowshortcircuitpowerorevenpassivenetworks,to

5、formmultiterminalsystemeasilyandsoon.Itismoresuitableforwindfarmgridintegration.Thepowerrelations,voltageequationsandfluxequationsinstatorandrotorsideofDFIGarederivedsystematicallyinthepaper,andakindofcontrolstrategybasedonstatorfluxorientedispresented,whichlaidthe

6、foundationfortheconnectionofwindfarmtogridusingVSC-HVDC.TheprincipleandcontrolmodeofVSC-HVDCareintroduced,andthemathematicmodelofVSC-HVDCisstudied.ThenakindofcontrolstrategywhichisappliedtotheconnectionofwindfarmtogridusingtwoterminalVSC-HVDCsystemisproposed.VSC-MT

7、DCisappliedtothewindfarmgridintegration,andamulti-terminalcontrolstrategywithDCvoltageslopecharacteristicsisproposed.Simulationresultsshowthatthecontrolstrategycanrealizetheproportionaldistributionofactivepowerbetweentwogridswithouthighspeedcommunicationhasgooddyna

8、micresponsetothestepchangeofwindspeedandthefavorablefaultrecoverycharacteristicafterthefaultofACside.Themathematicalmodelsandpowerbalancerelation