背靠背三电平VSC-HVDC非线性反演控制.pdf

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1、第37卷第4期：0105一O110电力电容器与无功补偿Vo1．37，No．4：0105-01102016年8月PowerCapacitor＆ReactivePowerCompensationAug。2016DOI：10．14044／j．1674-1757．pcrpc．2016．04．020背靠背三电平VSC—HVDC非线性反演控制董素玲(江苏建筑职业技术学院机电工程学院，江苏徐州221116)摘要：研究了一种应用于背靠背三电平VSC—HVDC系统的非线性反演控制策略，解决了传统PI线性控制策略存在

2、的动态响应缓慢、系统再稳定恢复时间长等问题。根据李雅普诺夫稳定性定理，构造了李雅普诺夫函数，分另l3设计了非线性母线电压和内环电流控制器。仿真实验结果表明，当电网功率扰动或潮流反转时，反演控制较传统PI控制具有更加优越的动、稳态性能，同时也大大减小了母线电压和电容电压的暂态纹波关键词：反演控制；李雅普诺夫函数；潮流反转；电容电压Back-to-backThree-levelVSC-HVDCNon-linearBacksteppingControlDONGSuling(Eleetromechanic

3、alCollegeofJiangsuVocationalInstituteofArchitectrualTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：Akindofnon-linearbacksteppingcontrolstrategyforback--to·-backthree-levelVSC--HVDCsystemisstudied，andsuchproblemexistedinthePIlinearcontrolstrategyasslowdynamicr

4、esponseandlongmorestablerecoverytimeofsystemissolved．AccordingtoLyapunovstabilityprinciple，theLyapunovfunctionisconstructedandthenon—linearbusvoltageandinnerringcurrentcontrolleraredesignedrespectively．Itisshownbythesimulationandexperimentresultthatin

5、caseofpowerperturba—tionofpowergridorflowreversal，thebacksteppingcontrolhassuperiordynamicandstableperformancetotraditionalPIcontroland，atthesametime，reducesgreatlytransientrippleofbusvoltageandcapacitivevoltage．Keywords：backsteppingcontrol；lyapunovfu

6、nction；flowreversal；capacitivevoltage学者对其进行了大量研究。文献『7]提出一种基于0引言电压外环和电流内环的线性解耦控制策略．可独立随着人们对电网安全绿色运行的要求越来越调节系统的有功功率和无功功率，是目前应用较多高，高压直流输电(HVDC)系统因具有成本低、占地的控制方案。但由于采用了PI调节器，在电压或功率面积小、传输稳定性高及功率质量好等优点，已广出现波动时，系统暂态响应时间较长，一定程度上泛应用于新能源、微电网和电力系统领域E1]。影响了其在对动态性能

7、要求较高场合中的应用。文一般说来，HVDC技术可分为2种：早期以可控献[8]采用非线性滞环控制器，提出一种直接功率硅为基础的相控换流器型高压直流输电(LCC—控制方案，实现了双侧有功功率和无功功率的独立HVDC)和起源于90年代以全控器件为基础的电压控制。该方法具有较高的动态性能，但存在功率脉动源换流器型高压直流输电(VSC—HVDC)。后者较前大和开关频率高的问题。文献[9]提出一种适用于三者的优势在于具有占地面积小、环境污染小、具备电平VSC—HVDC系统的模型预测控制策略，通过建黑启动等特点

8、，可独立调节有功和无功功率，且无立包含功率跟踪、中点电位平衡和开关频率抑制等需外部换向电压，同时还能为无源负载、孤岛及弱目标的价值函数，并进行滚动优化，提高了系统的电网供给电能[2_6]。动态性能。且稳态功率纹波较小。但在线优化耗时严为实现VSC—HVDC系统的高性能运行，国内外重，系统控制器运算负担大，同时外环仍采用PI调收稿日期：2016．04—13·105·2016年第4期电力电容器与无功补偿第37卷节器设计，仅获得内环功率无超调．并未实现系统性，搭建了基于Matlab／Si