【摘要】：隨著大量可再生能源以電能的形式被利用起來,電網(wǎng)對(duì)這些分散的電力進(jìn)行輸送,這就要求電網(wǎng)具備很強(qiáng)的可靠性和靈活性,因此,多端直流輸電技術(shù)(VSC-MTDC)越來越受到關(guān)注。這項(xiàng)技術(shù)不僅有傳統(tǒng)兩端直流輸電技術(shù)傳送大容量電能、控制性能好的優(yōu)點(diǎn),更具備了提高電能質(zhì)量的能力,很好地迎合了環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展需求。VSC-MTDC是構(gòu)成現(xiàn)代電網(wǎng)的重要組成部分,解決了如風(fēng)電等新能源發(fā)電并網(wǎng)給電網(wǎng)正常運(yùn)行和電能質(zhì)量帶來的不良影響,同時(shí),VSC-MTDC可以滿足多電源供電和多落點(diǎn)受電的需求,所以多端直流輸電的前景很廣闊。但是,VSC-MTDC輸電技術(shù)有待處理的難題還有很多,例如,VSC-MTDC的協(xié)調(diào)控制策略的確定和優(yōu)化。首先,需要保證多端直流輸電系統(tǒng)在不同工作狀態(tài)下的直流電壓可以保持穩(wěn)定且有功功率平衡,VSC的控制環(huán)節(jié)要設(shè)計(jì)的很好,必須要掌握它的控制原理及策略的選擇方法;其次,要進(jìn)行基于上層控制器的優(yōu)化研究,這樣才能使電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到提高。本文在詳細(xì)調(diào)研了傳統(tǒng)兩端直流輸電、多端直流輸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的基礎(chǔ)上,分析了電壓源換流器和電流源換流器的現(xiàn)有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并比較了兩者的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)而選取可靠性更高的電壓源換流器作為研究的重點(diǎn)。然后建立了電壓源換流器在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并將其進(jìn)行PARK變換,得到dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型�；赩SC的數(shù)學(xué)模型,解耦有功功率和無功功率控制,從而可以單獨(dú)調(diào)節(jié)有功、無功,并設(shè)計(jì)了VSC的外環(huán)和內(nèi)環(huán)控制器。微分博弈理論誕生于上世紀(jì)中期,是在最優(yōu)控制理論和博弈論的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,如今儼然變成了內(nèi)容極其豐富的學(xué)科,成為探討個(gè)體參與者間利益的動(dòng)態(tài)沖突的有效方法,自然地,微分博弈對(duì)于研究解決多主體動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)決策問題有很大的優(yōu)勢。每個(gè)換流器的控制策略對(duì)其它換流站的控制策略都有影響,博弈的關(guān)系就由此產(chǎn)生�；谖⒎植┺睦碚摰奶攸c(diǎn)和應(yīng)用范圍,確定其可以用于多端直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制領(lǐng)域。并從微分博弈理論的兩個(gè)方面:合作微分博弈和非合作微分博弈,分別建立了多端直流輸電系統(tǒng)的博弈模型,然后通過使用遺傳算法,分別求解其均衡策略,得到了優(yōu)化后的PI控制器參數(shù)。最后,通過在Matlab/simulink平臺(tái)上搭建多端直流輸電系統(tǒng)模型,驗(yàn)證微分博弈狀態(tài)下各換流器的控制參數(shù)對(duì)于協(xié)調(diào)控制直流系統(tǒng)的可行性,并比較了合作博弈與非合作博弈在多端直流輸電系統(tǒng)在負(fù)荷擾動(dòng)或三相短路的暫態(tài)情況下的控制效果均比未優(yōu)化參數(shù)的控制效果要好,但從實(shí)際發(fā)展的趨勢考慮,分屬于不同主體的各換流器的利益有一定差異。故基于非合作微分博弈理論的多端直流輸電協(xié)調(diào)控制策略更適用于客觀實(shí)際的電力運(yùn)行與控制。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM721.1
【圖文】：

(b)環(huán)網(wǎng)式圖 2-1 并聯(lián)接法的多端直流輸電系統(tǒng)聯(lián)接線 2-2 所示 VSC-MTDC 的串聯(lián)接法。選擇串聯(lián)接線的多端直流系間的直流線路不再像傳統(tǒng)的串聯(lián)形式，而是將兩個(gè)直流端口先三端與直流線路并聯(lián)接入。為了保持多端直流系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，通流器都設(shè)置為定直流電壓，另一個(gè)設(shè)置為定有功功率，可以保證的直流電壓恒定，并保持其功率平衡。AC1VSC1VSC3AC2AC3

(e) 負(fù)荷擾動(dòng)時(shí) 2 端無功功率圖 2-17 負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)的響應(yīng)在 t=0.25s 時(shí)，3 端交流側(cè)設(shè)置三相短路，在 t=0.35s 時(shí)切除三相短路故障。如圖 2-18（a）所示，三相短路故障發(fā)生前，換流器１的直流電壓保持在參考值 20kV，系統(tǒng)保持了有功功率平衡狀態(tài)。故障發(fā)生時(shí)，1、2、3 端直流側(cè)電壓均出現(xiàn)不同程度的劇烈波動(dòng)，采用定直流電壓控制的換流器 1 電壓波動(dòng)雖然小于另外兩端，但是 1 端直流電壓最大值為 21750V,已經(jīng)超過額定電壓 10%的上限,整個(gè)直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到了嚴(yán)重影響，無法保證安全穩(wěn)定運(yùn)行。從圖 2-18(b)可見，在 0.25s 短路故障出現(xiàn)時(shí)，1 端換流器的有功出力變化劇烈，且導(dǎo)致?lián)Q流器有功功率在傳輸方向變化，波動(dòng)范圍為-30MW—10MW,采用定有功控制的 2 端換流器也無法穩(wěn)定在有功功率參考值，變化范圍在12.45MW—23MW。圖 2-18(c)所示，3 端換流器 d 軸、q 軸電壓分量波動(dòng)明顯，d 軸電壓分量最高為 8711V，q 軸分量范圍是-710V—410V。采用定無功

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2724496