基于PCHD模型的VSC-HVDC系统的L2增益控制

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1、第36卷第4期四川电力技术Vo1．36．No．42013年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug．。2013基于PCHD模型的VSC—HVDC系统的L2增益控制付永良。王奔。陈新华。邓大磊，王吉庆(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：基于轻型高压直流输电系统的端口受控哈密顿系统(PCHD)模型，提出了一种针对基于电压源换流器的轻型高压直流(VSC—HVDC)输电系统的L2增益控制新方法。首先根据VSC—HVDC的不同控制方式，确定相应的dq坐标下的电流参考值。

2、在此基础上，根据控制目标和能量平衡的关系设计误差系统的能量存储函数，通过L2增益控制的方法设计控制器，实现对参考电流的渐近追踪和对外界干扰的抑制。仿真结果验证了所提出的控制策略的正确性和有效性。关键词：高压直流输电；电压源换流器；哈密顿系统；能量函数；L2增益控制Abstract：Basedontheport—controlledHamiltonwithdissipation(PCHD)model，anewIJ2一gainrepetitivecontrolstrategyofvoltagesourcedcon

3、verterbasedhighvoltagedirectcurrent(VSC—HVDC)systemisproposed．Inthetheory，theconvertermodelofVSC—HVDCisequivalenttoadissipativepassivesystem，andaccordingtodiferentcontrolmodesofVSC—HVDC，thereferencecurrentsinthecorrespondingdq—axisaredetermined．Onthebasis，L

4、2一gainrepetitivecontrollerisdesignedtotracethereferencecurrentsandsuppresstheexternaldisturbances．Thesimulationresultsverifythevalidityoftheproposedcontrolstrategy．Keywords：highvoltagedirectcurent(HVDC)；voltagesourcedconverter(VSC)；port—controlledHamiltonsy

5、stem；ener—gyfunction；gaincontrol中图分类号：TM721文献标志码：A文章编号：1003—6954(2013)04—0050—05随着可控关断型电力电子器件和PWM技术的在旋转坐标系下的数学模型并写成端口受控的哈密发展，基于电压源换流器的轻型高压直流(VSC—顿形式¨J，通过控制目标与能量平衡的关系设置HVDC)输电系统越来越受到人们的关注。与传统能量存储函数，并根据L增益干扰抑制理论设计控的直流输电系统相比，该输电系统可向无源网络供制率，从而实现交流侧电流的快速跟踪和直流侧电电

6、、无换相失败风险、有功和无功功率可独立控制、压恒定，同时也实现了对外界干扰的抑制。最后通并且易于构成多端直流系统等优点¨j。过Matlab仿真对所设计的控制器进行了验证。目前，VSC—HVDC的控制策略包括采用控制交流侧电压和相位，进而控制交流侧电流的间接电1VSC—HVDC工作原理和数学模型流控制策略．3及直接电流控制策略I5J，但其内、外环采用两级PI来实现，暂态性能不理想；采用前假设两端无穷大VSC—HVDC输电系统结构如馈解耦的方式实现系统电流快速跟踪和有功、无功图1所示，两端换流器均采用VSC，具有

7、相同的拓功率独立调节的控制策略J，但其外环建立在逆系扑结构。统模型的基础上，在大扰动情况下很难保持稳定；采用状态反馈精确线性化理论，来独立调节有功和无功功率的控制策略，其算法太过复杂。近年来，基于无源理论的非线性控制成为电流跟踪控制的研究热点，但参数的扰动以及外界干扰对其控制效果：有很大的影响。图1双端无穷大VSC—HVDC系统结构图为抑制外界因素的影响，下面将采用L增益控图1中，。、Vr、i。和、、分别为整流侧和制的新方法-9J。首先建立轻型高压直流输电系统逆变侧的双端电源电压、换流器的交流侧电压和电第36

8、卷第4期四川电力技术Vo1．36。No．42013年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug．．2013流；。、R：和￡。、为整流侧和逆变侧换流器的等效()≤一Q()+1(yIIccJII一II)电阻和电感，其中，R=R：=R，L。=L=L；C。、C2、R其中，Q(x)为给定的非负函数；>0为干扰抑制标分别为直流侧两端电容和线路等效电阻、电感，其准；ll·lI为对应向量