风电柔性直流输电控制策略的研究
柔性直流输电技术的应用探究
柔性直流输电技术的应用探究柔性直流输电技术（Flexible DC Transmission, FDCT）是一种新型的输电技术，它采用直流电压进行能量传输，可以有效地解决传统交流输电技术的诸多问题，具有输电损耗小、占地面积小、环境污染小等优点。
随着科技的不断进步，柔性直流输电技术已经开始在实际工程中得到广泛应用。
本文将就柔性直流输电技术的应用进行探究，分析其在电力系统中的优势和发展前景。
一、柔性直流输电技术的原理与特点1. 原理柔性直流输电技术是一种通过控制直流电压和电流来实现能量输送和分配的技术。
其核心是采用高性能的功率电子设备对直流电压进行控制，以实现灵活的功率调节、电压调节和频率调节。
通过控制系统可以实现功率的快速响应和精确调节，使得柔性直流输电系统能够适应复杂多变的电网工况。
2. 特点（1）输电损耗小：相比于传统的交流输电技术，柔性直流输电技术在能量传输过程中损耗更小，能够有效节约能源。
（2）占地面积小：柔性直流输电技术所需的设备相对较小，可以在有限的空间内实现高效的能量传输。
（3）环境污染小：柔性直流输电技术的设备采用先进的电力电子元件，不会产生有害的电磁辐射和废气排放，对环境友好。
二、柔性直流输电技术在电力系统中的应用1. 长距离电力输送柔性直流输电技术在长距离的电力输送中具有明显的优势。
传统的交流输电技术在长距离输电过程中会出现较大的输电损耗，而柔性直流输电技术可以通过控制系统实现功率的精确调节，大大减小了输电损耗，提高了输电效率。
2. 大容量电力输送由于柔性直流输电技术具有较高的电压和电流调节能力，能够实现大容量的电力输送。
在大规模工业园区、城市用电中心等场景下，柔性直流输电技术可以有效地满足电力需求，支持电网的高容量输电。
3. 电力系统稳定性改善柔性直流输电技术在电力系统中的应用可以提高系统的稳定性。
通过柔性直流输电技术可以实现快速的电压调节和频率调节，对电网负载波动具有较强的适应能力，有助于降低电网的故障率和提高电网的可靠性。
柔性直流输电技术在电力系统中的应用研究
柔性直流输电技术在电力系统中的应用研究近年来，随着电力行业的快速发展和电力需求的不断增长，传统的交流输电系统已经难以满足日益增长的电力需求。
而柔性直流输电技术作为一种新兴的输电方式，具有高效、高可靠性的特点，渐渐成为了电力系统中的研究热点。
柔性直流输电技术是一种在输电线路上应用直流电而非交流电进行能量传输的技术。
与传统的交流输电系统相比，柔性直流输电技术具有很多优点。
首先，直流输电相对于交流输电来说，能够减少输电线路上的功率损耗。
因为在输电过程中，交流电会因为电流的频繁改变而产生电力损耗，而直流电则能够减少这部分损耗。
其次，柔性直流输电技术还具有更好的稳定性和可靠性。
由于直流电的稳定性更好，输送的电力更加稳定，能够降低系统的故障率。
此外，柔性直流输电还能够实现电力系统的远距离传输，跨越大范围的地理区域。
目前，柔性直流输电技术已经在许多国家得到广泛应用。
例如，中国的新疆地区就采用了柔性直流输电技术，将清洁能源输送到东部工业区。
在这个项目中，通过柔性直流输电技术，将远离东部地区的风电和太阳能电站产生的电力通过高压直流输电线路输送到东部工业区。
这不仅减少了传统交流输电线路的功率损耗，还提高了系统的可靠性和稳定性。
除了在清洁能源输送方面，柔性直流输电技术还可应用于城市电力系统和建筑物供电系统的升级改造。
传统的交流输电系统在输电距离过长或者载荷变化大的情况下，往往会出现电压损失、电力波动等问题。
而柔性直流输电技术则可以通过调整直流电的电流和电压来实现对电力系统的精确控制，保持系统的稳定运行。
另外，柔性直流输电技术还具有辅助电压调整功能，能够在电力系统中起到重要作用。
在传统的电力系统中，往往需要通过调整发电机的输出功率来实现电压的调节。
而柔性直流输电技术则可以通过直流电压调整模块来实现电压的精确调控，减少发电机的运行负荷，提高系统运行的灵活性和经济性。
柔性直流输电技术的应用研究还面临一些挑战和问题。
首先，其成本较高，需要大量的投资。
柔性直流配电网的若干问题研究
柔性直流配电网的若干问题研究一、本文概述随着能源结构的转型和电力电子技术的快速发展，柔性直流配电网作为一种新兴的配电方式，受到了广泛关注。
其独特的优势，如能够灵活控制潮流、实现多源协调互补、适应分布式新能源接入等，使得柔性直流配电网在解决传统配电网面临的一系列问题上展现出巨大潜力。
柔性直流配电网在实际应用中仍面临诸多问题和挑战，如系统稳定性、经济性、控制策略、保护技术等方面的问题，亟待解决。
本文旨在深入研究柔性直流配电网的若干关键问题，通过对现有文献的梳理和分析，结合国内外相关研究成果，探讨柔性直流配电网的理论基础、技术难点和发展趋势。
文章首先对柔性直流配电网的基本原理和主要特点进行概述，然后重点分析其在运行控制、保护技术、经济性评估等方面的关键问题，并提出相应的解决方案和策略。
文章还对柔性直流配电网的未来发展方向进行展望，以期为我国配电网的升级改造和新能源消纳提供理论支持和实践指导。
二、柔性直流配电网的基本原理与关键技术柔性直流配电网采用基于电压源型换流器（VSC）的直流配电系统，通过PWM（脉宽调制）技术实现直流电压的灵活控制。
VSC换流器通过调整其输出电压的幅值和相位，能够独立地控制有功功率和无功功率，从而实现对配电网的灵活控制。
VSC换流器还具有快速响应、易于扩展和模块化等优点，使其成为构建柔性直流配电网的理想选择。
（1）VSC换流器技术：VSC换流器是柔性直流配电网的核心设备，其性能直接影响整个配电网的运行效率和稳定性。
研究高效、可靠的VSC换流器技术是柔性直流配电网发展的关键。
（2）直流保护技术：由于直流配电网的故障特性与交流配电网存在显著差异，传统的交流保护方法无法直接应用于直流配电网。
需要研究适用于直流配电网的故障检测、隔离和恢复技术，以确保配电网的安全稳定运行。
（3）直流配电网的规划与优化技术：随着分布式电源和电动汽车等直流负荷的快速发展，直流配电网的规划与优化问题日益突出。
需要研究考虑多种因素的直流配电网规划方法，以及基于多目标优化的配电网运行控制技术，以实现配电网的经济性、可靠性和环保性的协调优化。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述随着能源结构的优化和电网技术的发展，柔性直流输电（VSC-HVDC）技术以其独特的优势，在电力系统中的应用越来越广泛。
本文旨在全面概述柔性直流输电工程的技术研究、应用现状以及未来的发展趋势。
我们将从柔性直流输电的基本原理出发，深入探讨其关键技术和设备，包括换流器、控制系统、保护策略等。
我们还将分析柔性直流输电在新能源接入、电网互联、城市电网建设等领域的应用案例，评估其在实际运行中的性能表现。
我们将展望柔性直流输电技术的发展前景，探讨其在构建清洁、高效、智能的电力系统中发挥的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够为从事柔性直流输电技术研究和应用的同行提供有益的参考和启示。
二、柔性直流输电技术原理柔性直流输电技术，又称为电压源换流器直流输电（VSC-HVDC），是近年来直流输电领域的一项重大技术革新。
与传统的基于电网换相换流器（LCC）的直流输电技术不同，柔性直流输电技术采用基于可关断器件的电压源换流器（VSC），这使得它在新能源接入、城市电网增容和孤岛供电等方面具有独特的优势。
柔性直流输电技术的核心在于电压源换流器（VSC）。
VSC采用可关断的电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT），通过脉宽调制（PWM）技术实现对交流侧电压和电流的有效控制。
VSC既可以作为有功功率的源，也可以作为无功功率的源，因此它具有更好的控制灵活性和响应速度。
在柔性直流输电系统中，VSC通常与直流电容器和滤波器并联，以维持直流电压的稳定和滤除谐波。
VSC通过改变其输出电压的幅值和相位，可以独立地控制有功功率和无功功率的传输，从而实现对交流电网的灵活支撑。
柔性直流输电技术还采用了先进的控制系统，包括换流器控制、直流电压控制、功率控制等，以确保系统的稳定运行和电能质量。
这些控制系统可以根据系统的运行状态和实际需求，对VSC的输出进行实时调整，从而实现对交流电网的精准控制。
柔性直流输电技术以其独特的电压源换流器和先进的控制系统，实现了对交流电网的灵活支撑和精准控制。
柔性直流输电基本控制原理
暂态稳定性分析是评估柔性直流输电系统在故障或其他大的扰动情况下的性能的重要手段。通过模拟 系统在各种故障情况下的响应，可以了解系统的暂态行为和稳定性，为控制策略的制定提供依据。
运行稳定性分析
总结词
运行稳定性分析是研究系统在正常运行 条件下的动态性能，通过仿真和实验等 方法，分析系统的运行稳定性和控制性 能。
促进可再生能源的接入
柔性直流输电能够更好地接入可再生能源，有助于实现能源 的可持续发展。
02
柔性直流输电系统概述
柔性直流输电系统的基本结构
换流阀
换流阀是柔性直流输电系统的核心部件，负责 实现直流电的转换和传输从一端传 输到另一端。
滤波器
滤波器用于滤除谐波和噪声，保证传输电能的 纯净。
柔性直流输电基本控制原理
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目 录
• 引言 • 柔性直流输电系统概述 • 柔性直流输电系统的控制策略 • 柔性直流输电系统的稳定性分析 • 柔性直流输电系统的保护与控制
一体化 • 柔性直流输电系统的应用与发展
趋势
01 引言
背景介绍
传统直流输电的局限性
传统直流输电在电压源换流器（VSC） 控制策略上存在局限，难以满足现代 电力系统的需求。
3
保护和控制设备之间的通信应具有高可靠性和实 时性，以确保快速响应和准确控制。
保护与控制一体化的优点与挑战
优点
保护和控制一体化可以提高系统的快速响应 能力和稳定性，减少故障对系统的影响，降 低维护成本和停机时间。
挑战
保护和控制一体化需要解决多种技术难题， 如传感器精度、数据处理速度、通信可靠性 和实时性等，同时也需要加强相关标准和规 范的建设和完善。
柔性直流输电系统的未来展望
柔性直流输电技术的应用探究
柔性直流输电技术的应用探究1. 引言1.1 研究背景随着可再生能源的快速发展和应用，传统的交流输电技术已经无法满足对电力系统的需求。
柔性直流输电技术具有较高的适应性和灵活性，可以有效地将分散的可再生能源接入电网，并实现电力的高效输送。
研究柔性直流输电技术在可再生能源接入中的应用具有重要的意义和价值。
在远距离输电方面，柔性直流输电技术也具有明显的优势。
其低损耗、高效率的特点使其在长距离输电中具有巨大的潜力。
在电网调度方面，柔性直流输电技术的灵活性和可控性也为电力系统的平稳运行提供了有力支持。
针对柔性直流输电技术的应用探究具有重要的现实意义和深远的影响，对于推动电力系统的现代化和可持续发展具有重要意义。
1.2 研究意义柔性直流输电技术是电力系统领域的一项重要技术创新，具有极大的研究意义和实际应用价值。
柔性直流输电技术可以提高电网的稳定性和可靠性。
传统的交流输电系统存在输电损耗大、容量受限、电压波动等问题，而柔性直流输电技术可以有效解决这些问题，使电网运行更加稳定可靠。
柔性直流输电技术能够促进可再生能源的大规模接入。
随着可再生能源的发展和普及，如风能、光能等，传统的交流输电系统已经不再适应大规模可再生能源接入的需求。
而柔性直流输电技术具有高效能力调节和低损耗传输特性，能够更好地支持可再生能源的接入。
柔性直流输电技术还可以实现远距离输电。
采用柔性直流输电技术可以降低输电损耗，并且传输距离更远更稳定，为远距离能源互补和资源优化配置提供了新的解决方案。
柔性直流输电技术的研究意义在于提高电网的运行效率和可靠性，推动可再生能源的大规模接入，实现远距离输电和优化电网调度，为电力系统的发展和普及做出重要贡献。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探究柔性直流输电技术在电力系统中的应用及其潜在效益，探讨其在可再生能源接入、远距离输电和电网调度等方面的作用，并分析其对电力系统运行的影响与改善。
通过对柔性直流输电技术的研究，旨在提高电力系统的稳定性、可靠性和经济性，满足日益增长的电力需求，促进清洁能源的发展和利用，推动电力行业的现代化和智能化发展。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述1、简述柔性直流输电技术的背景和发展历程随着能源结构的优化和电网互联的需求增长，直流输电技术以其长距离、大容量、低损耗的优势，在电力系统中占据了举足轻重的地位。
然而，传统的直流输电技术，如基于晶闸管的直流输电（LCC-HVDC），存在换流站需消耗大量无功、无法独立控制有功和无功功率、对交流系统故障敏感等问题。
因此，柔性直流输电技术（VSC-HVDC）应运而生，它采用电压源型换流器（VSC）和脉宽调制（PWM）技术，实现了对有功和无功功率的独立控制，并具有快速响应、灵活调节、易于构成多端直流系统等优点。
柔性直流输电技术的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，当时基于绝缘栅双极晶体管（IGBT）的VSC技术开始应用于风电场并网和孤岛供电等领域。
随着电力电子技术的快速发展，VSC的容量和电压等级不断提升，使得柔性直流输电技术在电网互联、新能源接入、城市配电网等领域得到了广泛应用。
进入21世纪后，随着全球能源互联网的提出和新能源的大规模开发，柔性直流输电技术迎来了快速发展的黄金时期。
目前，柔性直流输电技术已经成为直流输电领域的研究热点和发展方向，其在全球范围内的大规模应用也为电力系统的智能化、绿色化、高效化发展提供了有力支撑。
2、阐述柔性直流输电技术在现代电力系统中的重要性在现代电力系统中，柔性直流输电技术已经日益显示出其无法替代的重要性。
它作为一种先进的输电技术，不仅克服了传统直流输电技术的局限性，还以其独特的优势在现代电网建设中占据了举足轻重的地位。
柔性直流输电技术的灵活性和可控性使得它在大规模可再生能源接入电网中发挥了关键作用。
随着可再生能源如风能、太阳能等的大规模开发和利用，电网面临着越来越大的挑战。
这些可再生能源具有随机性、波动性和间歇性等特点，对电网的稳定性造成了威胁。
而柔性直流输电技术通过其独特的控制策略，可以实现对有功功率和无功功率的独立控制，从而有效地解决可再生能源接入电网所带来的问题，提高电网的稳定性和可靠性。
风电并网中的柔性直流输电技术分析
风电并网中的柔性直流输电技术分析与以往工作不同的是，风电并网的工作开展时，一定要在稳定性方面做出较大的努力，应尽量减少各种不良因素的作用，从多个方面保证各项工作的开展可以按照预期来执行。
柔性直流输电技术在现阶段的研究当中，不仅将以往的技术作为对比，同时还在技术的优势研究上比较深入，希望由此来在风电并网过程中，提供更多的帮助。
一、柔性直流输电系统（一）柔性直流输电技术的特点分析对于风电并网而言，虽然自身具备的积极作用比较突出，可是在很多工作的开展上，都不能从传统的角度来出发，应在多个方面保证柔性直流输电技术得到有效的应用，减少强制性的错误操作，保证各项工作的落实能够得到预期的效果。
分析认为，柔性直流输电技术的特点主要是集中在以下几个方面：第一，柔性直流输电技术的实施，自身是一种将可关断电力电子器件引入直流输电领域的新型直流输电技术。
该项技术的操作过程中，主要选择的设备，表现为具有自关断能力的全控型半导体器件IGBT所构成的电压源变流器，该项设备可以将常规的设备更好取代，相比基于半控晶闸管器件的直流电源变流器而言，柔性直流输电技术的设备在性能上更加优秀。
第二，从电网技术的使用上来分析，柔性直流输电技术在落实以后，能够将独立的控制有功能力、独立控制无功能力更好的发挥出来，针对潮流的反转而言，能够在较短的时间内实现。
这样一来，就可以更好的提高交流系统的输电能力，同时在功角的稳定性方面也取得了较大的提升。
一般而言，柔性直流输电技术在应用到风电并网的工作以后，能够在很短的时间内恢复供电，在黑启动方面，以及向无源电网供电方面，也得到了较好的效果。
第三，柔性直流输电技术在实施以后，对经济上的影响较大，对环境上的影响较小。
多数地方在操作柔性直流输电技术时，仅仅需要占有很小的土地面积，在相关工作的施工工期上也表现较短，该项技术所产生的电磁干扰并不高。
（二）柔性直流输电系统运行方式对于柔性直流输电技术而言，其在使用的过程中，主要是借助于相关的系统来完成的。
MMC型柔性直流输电系统建模、安全稳定分析与故障穿越策略研究
MMC型柔性直流输电系统建模、安全稳定分析与故障穿越策略研究1. 本文概述随着全球能源需求的不断增长和电网规模的扩大，柔性直流输电技术（MMCHVDC）因其高效率、高可控性和良好的故障穿越能力而成为现代电网的重要组成部分。
本文旨在深入探讨MMC型柔性直流输电系统的建模方法、安全稳定特性分析以及故障穿越策略，以期为实际工程应用提供理论支持和策略指导。
本文将详细阐述MMCHVDC系统的基本原理和结构特点，为后续建模和分析奠定基础。
本文将重点探讨MMCHVDC系统的数学建模方法，包括其交流侧和直流侧的动态模型，以及控制器的设计。
这部分内容将采用现代控制理论，结合仿真软件进行模型验证，确保模型的准确性和实用性。
在安全稳定分析部分，本文将基于所建立的模型，分析MMCHVDC 系统在各种运行条件下的稳定性，包括正常运行、负载变化和故障情况。
特别地，本文将重点研究系统在直流侧和交流侧故障时的响应特性，以及这些故障对系统稳定性的影响。
本文将提出一套完整的故障穿越策略，以增强MMCHVDC系统在电网故障时的鲁棒性和稳定性。
这些策略将涵盖故障检测、故障隔离、系统恢复等多个方面，旨在确保系统能够在各种故障情况下保持稳定运行，最大限度地减少故障对电网的影响。
总体而言，本文的研究成果将为MMC型柔性直流输电系统的设计、运行和控制提供重要的理论参考和实践指导，有助于推动该技术在智能电网和可再生能源领域的广泛应用。
2. 型柔性直流输电系统概述MMC（Modular Multilevel Converter）型柔性直流输电系统，作为一种新型的电力电子输电技术，以其独特的模块化设计和优越的电力调节能力，近年来在高压直流输电（HVDC）领域受到了广泛关注。
该系统主要由多个子模块组成，每个子模块包含一个绝缘栅双极晶体管（IGBT）和反并二极管，以及相应的电容器。
通过控制IGBT的开关状态，可以实现对电压的精确控制，从而实现有功和无功的独立控制。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展摘要：柔性直流输电作为新一代直流输电技术，在世界范围内已经得到广泛发展和应用。
文中针对柔性直流输电在工程技术、工程应用与未来发展３个方面分别进行了总结和分析。
针对柔性直流输电系统主接线、换流器拓扑结构、控制和保护技术、柔性直流电缆、换流阀试验等多方面进行了全面的技术分析，并指出其技术难点以及未来发展的目标和方向。
介绍了国内外柔性直流输电工程应用领域及现状，并结合未来电网发展特点及需求，分析了柔性直流输电工程应用的趋势，表明了柔性直流输电技术对促进未来电网的发展具有极其重要的作用。
关键词：柔性直流输电；两电平换流器；模块化多电平换流器；直流电网前言：早期的柔性直流输电都是采用两电平或三电平换流器技术，但是一直存在谐波含量高、开关损耗大等缺陷。
随着工程对于电压等级和容量需求的不断提升，这些缺陷体现得越来越明显，成为两电平或三电平技术本身难以逾越的瓶颈。
因此，未来两电平或三电平技术将会主要用于较小功率传输或一些特殊应用场合该技术的出现，提升了柔性直流输电工程的运行效益，极大地促进了柔性直流输电技术的发展及其工程推广应用。
本文从工程技术、工程应用与未来发展３个层面出发，首先分析了柔性直流输电工程现阶段技术发展所面临的挑战，未来相关技术的发展方向及预期的技术目标；然后总结了世界柔性直流输电工程的发展和应用情况，介绍了国外和国内典型柔性直流输电工程，指出其技术和应用上的特点；最后分析了未来国内外在柔性直流输电工程应用领域可能的发展趋势和前景。
一，柔性直流输电工程技术（一）柔性直流输电系统主接线采用两电平、三电平换流器的柔性直流输电系统一般采用在直流侧中性点接地的方式，而模块化多电平柔性直流输电系统则一般采用交流侧接地的方式。
无论是采用直流侧中性点接地的两电平、三电平换流器还是采用交流侧接地的模块化多电平换流器的柔性直流输电系统均为单极对称系统。
正常运行时接地点不会有工作电流流过，不需要设置专门的接地极，而当直流线路或换流器发生故障后，整个系统将不能继续运行。
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图２ Ｖ Ｃ 率 矢 量 图 Ｓ功
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图７ 电流解耦圈
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（ 直流电流动 态响应曲线 ａ ）ห้องสมุดไป่ตู้
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图３三相柔性直流输电变流器主 电路拓扑图
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网侧 滤波 电感 ，其 作用 是存 储 能量 ，实 现 能量在 电网和整 流桥 之 间的流 动 ；ｃ 直流 侧滤 波 为 电容 ，其作 用 是稳 定 直流 侧 电压 ，滤 除直 流 电压 脉 动成 分 。每个 单 元都 为 串联 结 构 的功
率开 关器件 和 续流 二极 管构 成 ，定义 单极 性二值 开关 函数为 ：
柔 性 直 流 输 电 技术 是２ 世 纪９ 年 代 发 ０ Ｏ 展 起来 的一 种新 型 直流 输 电技术 ，其 核心 是 采 用 以全控 型 器件 （ Ｔ 和 Ｉ Ｂ 等 ）组成 如Ｇ Ｏ Ｇ Ｔ 的 电压 源换 流 器 （ Ｓ ）进 行 换 流 。 目前风 ＶＣ
电大 部分风 电场 并 网都 采用 交流 并 网，但 是 交 流 并 网存 在 以下 问题 ：风机 对 并 网处交流 电压波 动敏 感从 而 导致 风机 退网 ；风 电场稳
￡ 堕
ｄｔ
０
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ｄ： ｛
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Ｓ Ｓ Ｓ ： ｂ
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经过 ｄ ｑ — 坐标 转换 ，坐标 系 下 的数 学模 型 如下 ：
要 取 决 于 ， 无 功 功 率 的 传 输 主 要 取 决 于 直流 电压 控制 模 式 ，另一 个Ｖ Ｃ 用有 功功 率控 制模 式 。 电压 控 制模 式 的作用 是维 持直 流母 Ｓ采 Ｕ， 改变 和ｕ就可 以控制 用功 功率和 无功 功 线 电压 的恒 定 ，根据 直 流 电压 的大小 决定 三相变 换 器输 出功 率的大 小和 方 向 。 ｃ 率 的大 小和 方 向 。如 图２ 示 ，Ｖ Ｃｖ ｌａ ｅ 所 Ｓ （ ｔ ｇ ｏ 直流 电压 控制 时 ，直 流 母线 电压Ｕ 与 直流 电压 的参考 值 ｕ 的 比较值 经 过Ｐ 调 节器 ， Ｉ ｓｕ ｃ ｏｖｒｅ ： 电压源 换流器 ） ｏｒ ｅｃｎ ｅｔｒ 能够 实现 通 过 限幅 环节 ，转 换为 参考 值 ｉ。 ，此参 考值 即是 电流 内环 实 际输入 电流 要跟 踪 的 电流 指令 在 功 率Ｐ 平 面 的 四 象 限运 行 Ｅ。Ｖ Ｃ 主 电 值 。因此控 制 结构 图如 图４ 示 。 Ｑ ２ Ｓ的 ］ 所 路 拓扑 图如 图３ 所示 。 有 功功 率 控制 时 ，有 功 功率 Ｐ 经 过速 度 调 节器 得 到功 率参 考 值Ｐ ，又 经过 Ｐ 调解 器 。 Ｉ 其 中 ，ｕ ｕ 、 ｕ 。 三 相 交 流 侧 电 调 解 ，计 算 出Ａ Ｐ ，并 与Ｐ 相加 输 出Ｐ 。Ｐ 经 过 参考 电流 计 算 模块 ，计算 出参 考 电流 曲 为 。 压 ； ｉ、ｉ、 ｉ 三相 交流 侧输 入 电流 ；Ｌ 为 为 ｉ 。控 制框 图如 图５ 所示 。
…… … … … …… … … … …… … … … …… … … …… … … … …… … … …… … 。Ｙ 。
…
（） ｃ 电网侧三相电流动 态响应曲线
（） 功 功 率 和 无 功 功 率 曲 线 ｄ有
图４外环 电压控制框图
Ｆｉ ｇｕｒ ＶｏＩ ｇｅ ｏ ｅ ４ ｒａ ｃ ｎｔｒ ｏｆ ｘｔ ｎａＩ ｒｉ ｂＩ ｏｋ ｏＩ ｅ ｅｒ ｎｇ ｏ ｄｉ ａｇｒ ｍ ａ
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其 中 ｕ： ｄｄ ｄＳ ｕｃ １
Ｕ ＝ ｑ ｄ１ ｑＳＵｃ
整 流器 从交 流系 统吸 收 的功 率可表 示为 ：
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（ ５ ）
Ｑ 昙 ｆ ∥） Ｉ
图５外环有功功率控制框图
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ｌ ｋ ＯＯ ｍ。
系 统直 流 电压 、 直 流 电流 、 电 网侧 三
…
…
…
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风 电柔性 直 流输 电控 制 策略 的研 究
北京 交通 大学电气． 程学院 Ｙ － 宋文 乐 张晓冬
【 摘要 】柔性直流输 电 （ ｌ ｉ ｅＨ ｇ ｏ ａ ｉ ｃ Ｃ ｒｅｔ ｌ ｂｅ Ｖ ）技 术作为一种新 型输电技 术 ，在风力发 电领域有着 显著的优势和广 阔的应用前 景。本文 Ｆｅ ｂ ｉ Ｖ ｌ ｇ Ｄ ｒ ｔ ｕｒ ，Ｆｅ ｌ Ｈ ＤＣ ｘｌ ｈ ｔｅ ｅ ｎ ｉ ｘ 介 绍 了柔性直流 输电系统的拓扑结构和 工作原理 ，建立 了基 于空 间矢量 的数学模型 ，实现 了有 功功率和无功功率 的解耦 控制 ，并设计双 闭环矢量控制器 ，利用ｍ ｔ ｂ ａａ／ ｌ ｓ ｌｋ ｉ ｉ 搭建 整个 仿真 系统 ，对其 运行情况进行 了仿真 。仿真结果表 明，设计 的控制器运行效果 良好 ，能很好的实现对风 电场 功率的传输 ，具有抗干扰 能力 强，稳定 性 ｍｕ ｎ 好 ，相应 迅速等优点，适用于风电场柔性直流输电系统。 【 关键词 】柔性直流输电；风 电；仿真 ；空 间矢量
得 到ｕ ｕｒ、ｕｒ，再 将ｕｒ、ｕｒ、ｕｒ ａ ｒ ｂｆ ｃｆ ｅ ｅ ａｆ ｂｆ 。ｆ ｅ ｅ ｅ 送至 ＰＭ 节器 产生 相应 的调 制脉冲 。 Ｗ调 ４ 仿真结 果 分析 ． 为 了分 析 风 电场 连 接 柔性 直流 输 电系 统 的稳 态 和暂 态过 程 ，基 于ｍ ｔａ Ｒ ０ ９／ ａ １ｂ ２ ０ ａ ｓｍ ｌｎ 建立 模型 。风 电场设 计 多台感 应发 ｉｕ ｉｋ
Ｆｉ ｕｒ ８ ｇ ｅ Ｒｅ ｓｕＩ ｏ ｓ ｔｅ ｓｉ ｔ ｆ ｙｓ ｍ ｍｕＩ ｔｉ ｆ ａ ｏｆ
图８系统仿真结果
块 ，计算 出ｉ 。控 制框 图如 图６ 示 。 所 电流 解 耦 如 图７ 示 ， Ｉｒ与 ｉ作 差 送 所 ｆ ｄ ｅ 至 电流Ｐ 调节器 ，然后 解耦 得 到ｕ ， 同理 Ｉ 可 以得 到 ｕ ，然 后 对ｕ 进 行Ｐ Ｒ 反变 换 … ＡＫ
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制 ，无 需额 外无 功补偿 设 备 ，换流 站之 间无 式子 中 ， ｕ 为 坐标 变 换后 电网侧有 功 电压 和无 功 电压 ：ｉ 和ｉ 为坐 标转 换 后交流 ｄ ｑ 需快速 通信 并且 各换 流站 可 以相互 独立 地控 侧 有 功 电流和 无 功 电流 ；ｓ和 Ｓ为 ｓ、ｓ、ｓ经 过坐 标转 换 后 的开关 函数 。取矩 阵 前两 行 可 。 。 制 ，这 些优 点使 得柔 性直 流输 电成 为风 电场 得 ： 并 网 的首选 技术 。柔 性直 流输 电在 国外 己得 到 推广 应 用 ， 自１９ 年 ３ ， 世界 第 一个 柔 ９７ 月 性 直流输 电工 程—一ｅ １ｊｎ Ｈ １ｓｏ 工程 至今 …，已 有 多 条 柔 性 直 流 输 电工 程 相 继 投 入 商 业 运 行 ，柔 性直 流输 电 目前 已成 为 国 际上公 认 的 风 电场 并网 的最佳 技术 方案 。基于 柔性 直流 输 电 的风 力 发 电并 网 系 统如 图 １ 示 ， 各风 所 力 发 电机 输 出 的交流 电经过 升 压变 压器 升压 后 经直流 输 电线路 送 到交流 系 统旁 边 的逆 变 器上 面 ，再经 过逆 变器 转换 成 交流 电后送 入 电 网，实 现 了功率 的传 输 。
上 式 中Ｕ为 电 网侧相 电压 ，ｕ为 电压 源 柔性 直流 输 电系 统 的三相 电压 转换器 Ｖｃ ｓ 一般 采用 电流 内环 控制 和有 功、 无功或 者 电压 换 流 器交 流侧 相 电压 ， 为 和ｕ的夹 角 ，ｘ 外环 控制 。 电流 内环 的作 用 是使 整流 器 的 实际 输入 电流 能够跟 踪 电流 指 令值 ，实现 单位 功 为 换 流 电抗 器 的 电抗 。有功 功率 Ｐ的传 输 主 率 因数控 制 。外环 的控制 应遵 循 两站有 功 功率控 制 协调 一致 的原 则 ，其 中一个Ｖ Ｃ Ｓ 采用 采用
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ｆ 桥臂导 下 关断１ ｋ ｌ 上 通， 桥臂 一
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。 １Ｆ 导通，上 关断“ ｋ ｏ 桥臂 一 桥臂 一 根据 图３ 可知Ｖ Ｃ 三 相静 止坐标 系 下的数 学模 型 是： Ｓ在