基于海上大型风电场vsc-hvdc系统电网侧控制器设计

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1、第43卷第17期电力系统保护与控制Vo1．43NO．172015年9月1日PowerSystemProtectionandControlSep．1，2015基于海上大型风电场VSC．HVDC系统电网侧控制器的设计汪璐，邵如平，王雅璐(南京工业大学电气工程及其自动化学院，江苏南京211816)摘要：为了检测和分析风电场中风速等一系列可变因素对VSC．HVDC系统的影响，从而优化大型海上风电场结构，提出了一种新型的VSC．HVDC模型——无开关VSCHVDC相量模型，可以通过调制量来反馈控制系统。在此基础上，结合各种策略的优缺点，选择一种有效地控

2、制策略进行控制器的设计，以实现系统的控制。分析电网侧交流电流和直流电压的所需控制策略，优选出了砌电流控制和PI电压控制作为最佳控制策略，通过对内环外环控制器的参数计算和调节来达到设计要求。Matlab搭建出的模型仿真结果表明，建立的无开关VSC．HVDC相量模型控制策略的选用和控制器的参数设计具有适用性和合理性。关键词：HVDC：砌控制；PI控制；VSC．HVDC；仿真模型GridsidecontrollerdesignofVSC-HVDCsystembasedonlargeoffshorewindfarmWANGLu，SHAORuping，

3、WANGYalu(SchoolofElectricEngineeringandAutomation，NanjingUniversityofTechnology,Nanjing2l1816，China)Abstract：FordetectionandanalysisofwindspeedandaseriesofvariablefactorsontheimpactofVSC—HVDCsysteminwindfarm，SOastoimprovethestructureoflargeofshorewindfarm，thispaperputsforwa

4、rdanewtypeofVSC-HVDCmodel，namednoswimhVSC-HVDCphasormodel，whichCancontrolsystemthroughfeedbackofmodulation．Onthisbasis，itcombinestheadvantagesanddisadvantagesofvariousstrategiesandchoosesakindofefectivecontrolstrategiesforthedesignofcontrollerinordertorealizethecontrolofthe

5、system．ACcurrentandDCvoltageofpowergridsideandtheircontrolstrategiesareanalyzed，the由currentcontrolandPIvoltagecontrolarechosenastheoptimalcontrolstrategy,throughcalculatingandadjustingtheinnerandouterloopcontrollerparameterstomeetthedesignrequirements．Matlabsimulationresult

6、sshowthatthestrategiesofnoswitchcontrolVSC-HVDCphasormodelhastheapplicabilityandrationality．Keywords：HVDC；aqcontrol；PIcontrol；VSC-HVDC；simulationmodel中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1674．3415(2015)17．0107-06全控器件，如门级可关断晶闸管(GTO)和绝缘栅0引言双极型晶体管(IGBT)，并结合脉宽调制技术随着风力发电的应用越来越广泛，许多国家(PMW)，实现有

7、功和无功功率的独立控制【4J，解正在考虑建设大型的海上风电场。当海上风电场决了PCC．HVDC传输需要吸收大量的无功功率的规模较小，风场离海岸距离相对较近时，采用和换向失败等问题L3J。HVAC系统传输，它的优点是动力传动系统简单、本文是运用Matlab仿真软件来建立一个无成本低。但也随之带来了传输容量和距离有限的开关型VSC．HVDC模型，然后设计出电网侧的问题L1J。而对于大型的海上风电场来说，控制器。PCC—HVDC系统虽然具有输电损耗低，无功功率1无开关VSC．HVDC系统的电网侧控制可控制性等优势，与VSC—HVDC系统相比较而器的

8、设计言，还是存在不经济，需要吸收大量无功功率等一系列问题J。所以VSC．HVDC是最适合海上1．1无开关VSC—HVDC系统电网侧基本模型大型风电场的传输要求的，V