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基于静止同步串联补偿器的VSC-HVDC的控制策略研究

袁祖慧  
【摘要】: VSC-HVDC系统是一种基于电压源型自换向换流器即电压源换流器(VSC)和由PWM控制的串联绝缘栅极晶体管(IGBT)或门极可关断晶闸管(GTO)的新型直流输电技术。由于是一种新的技术,与其相关的许多技术问题还没有解决或解决的不够好,特别是出现故障时VSC-HVDC的保护控制策略等方面。本文的主要工作是通过采用合理的保护控制策略来改善VSC-HVDC系统的稳定性。 建立了适用于VSC-HVDC系统联接两交流有源网络和向无源网络供电两种情况下的稳态数学模型。对三相换流器的交流侧和直流侧进行了分析,确定了VSC-HVDC中有功、无功、直流电压、直流电流和交流电压等被控量与VSC的控制量调制度、调制角之间的约束关系。 分析了SSSC的基本原理,并针对定阻抗补偿模式和定正交电压补偿模式两种补偿方式,从系统的稳定裕度、比整步功率的改善以及等面积稳定判据等方面进行了比较。 在分析了VSC-HVDC与SSSC特性的基础上,提出将SSSC嵌入VSC-HVDC的控制策略,使VSC-HVDC换流站具有SSSC的特性,从而改善了因三相对地短路故障引起的转子转速飞升的异常状况。 利用MATLAB/Simulink仿真软件验证了所提出的控制策略的有效性。在稳态条件下的仿真结果表明,所提出的控制策略能够有效的抑制三相对地短路故障引起的转子转速的飞升。


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