EMTDC的HVDC背靠背系统控制策略仿真研究

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1、2010年O6月Jun．2010第38卷第3期(总第208期)Vo1．38No．3(Ser．No．208)基于PSCAD／EMTDC的HVDC背靠背系统控制策略仿真研究SimulationResearchingofControlStrategyforHVDCBack——to·—backSystemsBasedonPSCAD／EMTDC闫飞，韩来文(长春供电公司，长春130021)摘要：基于高压直流背靠背系统典型接线，建立了背靠背系统在abc坐标下的仿射非线性系统数学模型，通过状态反馈线性化方法进行坐标变换，得到幽坐标下解耦后的状态空间模型，并设计出分别独立

2、控制有功、无功以及直流电压的策略，最后在PscAD／EMTDc环境中对其进行了仿真验证，仿真结果证明了该方法的合理性和有效性。关键词：高压直流输电系统；背靠背；输入输出反馈线性化；控制策略；仿真Abstract：BasedontypicalHVDCback—to—backtransmissionsystem，thenon—affinenonlinearmathmodelofback—to—backsystemiselaboratedinthe‘abc’frame，byapplyinginputandoutputfeedbacklinearizationth

3、eory，thesystemislinearizedanddecoupled，thenthestatespacemodelistransformedintothesynchronousorthogonal‘dq’frame．Independentcontrolstrategyofactive．reactivepowerandDCvoltageisdesigned．ThestrategyisverifiedbysimulationbasedonPSCAD／EMTDCatlast．Keywords：HVDC；back—to—back；inputandoutpu

4、tfeedbacklinearization；controlstrategy；simulation中图分类号：TM711，TM761文献标志码：A文章编号：1009—5306(2010)03—0025—04高压直流背靠背系统实质是特殊的HVDC输系统与远距离HVDC输电系统一样具有其固有的电系统，由于其整流端和逆变端紧邻，可以有效避免电网谐波污染及无功负荷需求大的缺点，但这并不控制系统远距离通信时延和直流输电线路故障等问会影响其越来越广泛的应用。题，更为重要的是，背靠背直流系统还在实现两侧交流系统非同步互联以及改善同步交流系统运行稳定lHVDC背靠背系统典

5、型结构性等方面具有突出优点]。直流输送功率可实现快速控制，对电网进行频远距离HVDC输电系统换流器一般为2个6率控制或阻尼电网的功率振荡，可以大大提高电网脉动换流单元组合或4个6脉动换流单元组合，可运行的安全稳定性，而且可以实现互联电网之间电以较好地提高波形质量，而利用交流侧移相变压器能的经济调度；整流器与逆变器紧邻装设，直流电阻的特殊联接方式则可以达到减小直流电压波动和系小因此损耗小，在运行中可以降低直流电压、增加直统电流谐波的目的[2]。对于HVDC背靠背系统，也流电流进行无功功率控制和交流电压控制，提高电可采用类似方法达到降低大功率电力电子器件开关网

6、电压稳定性；两端换流站控制系统不存在远距离频率、减小系统谐波、平整直流电压的目的。通信时延，可使控制保护系统大为简化，比远距离HVDC背靠背系统的应用基础为具有满足开HVDC输电系统故障几率低，控制系统响应速度更关频率高、开关速度快、开关损耗小、控制功率小、驱迅速；背靠背直流系统将两侧交流系统互联，对整个动电路简单等要求的电力电子器件，目前满足上述电网的短路容量没有任何影响。但同时背靠背直流要求的大功率开关器件主要是集成门极换流晶闸管收稿日期：2010—04—30作者简介：闫飞(1960一)，男，工程师，从事电网变电运行管理工作。·25·2010年06月吉

7、林电力Jun．2010第38卷第3期(总第208期)JilinElectricPowerVo1．38No．3(Ser．No．208)(IGcT)，其特点是既具有绝缘栅双极型晶体管联接线构成的单调谐和高通滤波器，参数主要根据(IGBT)驱动电路简单、开关速度快的优势，又克服换流器单元数量确定，以滤掉相应次数的谐波。了IGBT容量加大后，低频调制时导通损耗增大的缺点，是电感栅极驱动与可关断晶闸管(GTO)改进2HVDC背靠背系统数学建模型相结合的产物，因此具有高压大电流条件下交换大功率的能力]。而且，换流阀采用IGCT阀片后，两侧交流系统通过两个背靠背联接的三

8、相电压当IGCT模块损坏时，该阀片将处于短路状态，器件型正弦脉宽调