基于MMC-MTDC的貫通式同相供電系統(tǒng)控制策略研究

基于MMC-MTDC的貫通式同相供電系統(tǒng)控制策略研究基于MMC-MTDC的貫通式同相供電系統(tǒng)控制策略研究

摘要：貫通式同相供電系統(tǒng)是一種新型的高電壓直流輸電系統(tǒng)，利用多端可控?fù)Q流器(HVDC-MMC)和多端直流柔性交流輸電控制器(Multi-TerminalDCConverter，MTDC)實(shí)現(xiàn)電力可靠傳輸。本文基于MMC-MTDC技術(shù)，研究了貫通式同相供電系統(tǒng)的控制策略，通過(guò)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)控制方法，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。

1.引言

隨著電力需求的不斷增加，傳統(tǒng)的交流輸電系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足遠(yuǎn)距離、大容量的電力傳輸需求。而高電壓直流輸電技術(shù)由于其低傳輸損耗和大容量?jī)?yōu)勢(shì)，逐漸成為電力傳輸領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)的高電壓直流輸電系統(tǒng)存在著單一供電源和終端的局限性，當(dāng)供電源或者終端故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會(huì)受到影響。貫通式同相供電系統(tǒng)通過(guò)多端可控?fù)Q流器(HVDC-MMC)和多端直流柔性交流輸電控制器(MTDC)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)供電源和終端之間的直接連接，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。

2.MMC-MTDC控制策略

2.1系統(tǒng)建模

通過(guò)建立貫通式同相供電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析和控制設(shè)計(jì)。系統(tǒng)模型包括供電源、終端、電壓控制環(huán)節(jié)。

2.2控制方法設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制算法，實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定控制和功率的均衡分配。電壓控制環(huán)節(jié)采用模糊控制算法，根據(jù)系統(tǒng)的電壓差異，調(diào)整換流器的相角和電壓幅值。功率均衡分配采用PID控制算法，根據(jù)系統(tǒng)的功率需求和容量，調(diào)整換流器的占空比和頻率。

3.系統(tǒng)穩(wěn)定性與性能分析

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行線性化分析，得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和穩(wěn)定域。根據(jù)傳遞函數(shù)的特征值，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過(guò)改變控制參數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)的性能指標(biāo)，如響應(yīng)速度、穩(wěn)態(tài)偏差和抗干擾能力。

4.仿真驗(yàn)證

通過(guò)MATLAB/Simulink軟件平臺(tái)，建立貫通式同相供電系統(tǒng)的仿真模型，進(jìn)行仿真驗(yàn)證。通過(guò)改變供電源和終端的電壓和功率需求，觀察系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)性能，并與傳統(tǒng)的高電壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析。

5.結(jié)論

本文基于MMC-MTDC技術(shù)，研究了貫通式同相供電系統(tǒng)的控制策略，通過(guò)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了電壓控制和功率均衡分配的控制方法。通過(guò)系統(tǒng)穩(wěn)定性與性能的分析和仿真驗(yàn)證，證明了該控制策略具有較好的性能，并能夠提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。貫通式同相供電系統(tǒng)有望在以后的電力傳輸領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用本文通過(guò)采用MMC-MTDC技術(shù)，設(shè)計(jì)了貫通式同相供電系統(tǒng)的控制策略。在電壓控制環(huán)節(jié)上，采用了模糊控制算法來(lái)調(diào)整換流器的相角和電壓幅值，以實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定控制。同時(shí)，在功率均衡分配方面，采用了PID控制算法，根據(jù)系統(tǒng)的功率需求和容量，調(diào)整換流器的占空比和頻率。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型的線性化分析，得到了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和穩(wěn)定域，并通過(guò)改變控制參數(shù)來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)的性能指標(biāo)。通過(guò)MATLAB/Simulink軟件平臺(tái)的仿真