vsc-hvdc型并网风电场无源控制研究

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1、电气传动自动化技术与应用》2015年第34卷第ll期ElectricalDrivesVSC—HVDC型并网风电场的无源控制研究★张丽娜，赵巧娥，张乐乐(山西大学电力工程系，山西太原030013)摘要：对于采用柔性直流输电(VSC—HVDC)并网的风电场系统，基于其换流器在d—q旋转坐标系下数学模型，建立换流器的端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型，采用互联与阻尼配置(IDA-PB)的控制理论，利用注入新的阻尼矩阵的作用，设计换流器的IDA—PB控制器。最后在不同的运行条件下，通过MATLAB／SIMULIK软件对所

2、设计的控制器进行仿真验证，结果表明其具有较强的鲁棒性和良好的动、静态性能。关键词：柔性直流输电；端口受控耗散哈密顿模型；换流器；互联与阻尼配置控制；解耦控制中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1003～7241(2015)i1-0047-06ResearchonPassiveControlofVSC．HVDCforGrid．ConnectedofWindFarmSZHANGLina，ZHAOQiao-e，ZHANGLe-le(DepartmentofElectricPowerEngineering，Sh

3、anxiUniversity,Taiyuan030013China)Abstract：Voltagesourceconverterisbasedonhighvoltagedirectcurrent(vsc—HVDC)forgrid—connectedofwindfarms．Accordingtoitsconvertermathematicalmodelind-qrotating，port—controlledHamiltonianwithdissipation(PCHD)modelisestablised．Itu

4、sestheintercormectionanddampingassignmentpassivity—based(IDA-PB)controltheory,andthefunctionofinjectingnewdampingmatrix，designstheappropriateIDA—PBcontrollerofconverters．ThenitsimulatesthesystemanditscontrollerunderdiferentoperatingconditionsusingsoftwareMATL

5、AB／SIMULIK．Resultsshowthatthecontrollerdesignedhasstrongrobustness，steadyperformanceandstrongdynamic．Keywords：VSC--HVDC；PCHDmodel；converter；IDA-PBcontrol；decouplingcontrol1引言与PI控制器相结合的控制策略；现在最常用的VSC—随着风力发电容量和输送距离的不断增加，如何将HVDC风电场并网控制方法是基于d—q旋转坐标系下发出的电能以较好的经济性和

6、稳定性输送到电网是近些的电压矢量定向双闭环PID控制，它通过控制输入年来国内外研究的重点[1-2]0而将基于电压源换流器的电流，可以实现有功与无功功率的解耦控制并且获得较柔性直流输电(VSC～HVDC)应用于风电并网系统中，好的稳态性能，但是这种控制方法只是在某一运行点会具有诸多不可替代的技术和经济方面的优势[3-510具有比较好的控制性能，且PID的参数整定比较困难。目前，国内外对于采用VSC-HVDC的风电场并网文献[11-12】是研究基于PC’HD模型的三相电压型技术已有一定的研究和探索。文献【6】提出了经

7、VSC—整流器的控制方法，在一定程度上提高了系统的性能，HVDC并网的远距离海上风电场的控制策略的研究；文但其所得到的控制规律中因含有输出变量而使得算法复献【7-8】提出了VSC—HVDC并网基于稳态逆模型结构杂，不便于工程应用。由上述可知这些已有研究对于提高经VSC—HVDC并网的风电场性能u引具有非常积极·基金项目：煤矿电气设备与智能控制重点实验室开放课题(MEI一的推动作用，但由于VSC—HVDC系统的高度耦合的非201505)线性特征使得该系统总是难于得到较理想的控制效果，收稿日期：2O15-06—17电

8、气传动《自动化技术与应用》2015年第34卷第l1期EiectricalDrives由R()≥可知，—dH(x)yrU统=[(1一)Z(x2一)]T，式中，c【，p>0由x)≥0可知，—_atU，即系统所存储为平衡点变量的误差比例系数。则的能量不大于外部供给的能量，故系统为严格无源系统。[==耄二麓二-4+c~-~6-6)]4VSC—HVDC换流器的IDA．PB控又由，可