摘 要

在人类的发展历史上，电能的输送方式由最早是直流输电，但是由于当时科技水平的限制，电力电子领域的技术发展并不成熟，后来随着交流电路的原理逐渐被人们完善，直流输电的逐步被交流输电所取代。电力电子技术领域的技术逐渐发展，晶闸管成功应用到高压直流输电技术中，高压直流输电的发展进入黄金时代。国幅员辽阔，有众多大功率远距离的输电线路需要建设和改善，还有一些不稳定的风能、海洋能和太阳能等大量的可再生能源，由于他们的不稳定性，并入我国电力系统网络较为麻烦，我国海岛众多，远离国家的电力系统网络，电力供应的可靠性并不好。而柔性直流输电技术正好可以解决大功率远距离电能输送问题，而且还可以通过海底电缆远距离传送，建设费用相对较低，最后由于柔性直流输电输送的是直流电，具有无感抗的效果，不用考虑并网时候的相位问题。基于我国国情和柔性直流输电的众多优点，柔性直流输电在我国具有广阔的应用前景。

本文主要讲述的是整流器和逆变器的仿真建模的研究，在经过了解换流器和整流器的相关知识后，选择合适的整流器和逆变器的拓扑图，在matlab上进行建模仿真分析，能够利用matlab对高压直流输电换流器进行简单的控制策略的研究。本文重点讲述的为电压外环控制，在电压外环控制的基础上采用简单的PI控制，引入PI调节器，使电压外环控制能够消除稳态误差，具有良好的追踪性。

关键词：高压直流输电 换流器 控制策略 matlab仿真

Abstract

In the history of human development, the electric transport method is the earliest possible direct current DC transport, but the current technology is horizontal limitation, the power and electronic regional technological development is not mature, the late arrival AC circuit principle is drastic, and the direct current transport is DC. Interchange AC transfer station. Power and electronic technology regional technology development, crystal-tube success application, high-voltage DC transfer technology, high-voltage DC transfer development. National wide range, abundant efficiency ratio, improvement of distance and demand for electric power line construction, reduction, a small indeterminate wind power, a large amount of renewable power source such as ocean power, solar power, incompatibility, etc. Comparing Maru, Weihai Island, remote national power system network, power supply and availability. Competitive DC transport technology Favorable solution efficiency rate Distance power transport problem, distant and possible oversea submarine power distance transport, construction cost comparison, low, after-effect flexible DC transport transport DC power, equipment insensitive anti-effect, non-use Concurrent web network. Primarily our country's softness and flexibility, DC power transmission advantage, flexible DC power, our country's equipment.

Main discussions on rectifiers and rectifiers and rectifiers, researches on the current state, current rectifiers and rectifiers, and related knowledge, selection-appropriate rectifiers and rectifiers, and analysis on matlab , Utilizable matlab High-pressure direct current converter Current control simple research strategy study. Focused descriptive external voltage control, external voltage control, basic PI control, simple PI control, pull-in PI regulator, use external pressure control capability, elimination / correction error, and good traceability.

Keywords: HVDC transmission converter control strategy matlab simulation

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内研究现状 2

1.3研究的目的和意义 2

1.4研究内容 3

第2章 柔性直流输电的基本理论 4

2.1高压直流输电的概述 4

2.2柔性直流输电 5

2.3柔性直流输电的优点 5

2.4柔性直流输电的发展前景 5

第3章 整流器和逆变器的典型拓扑图 7

3.1整流器 7

3.1.1单相半波可控整流电路及拓扑图 7

3.1.2单相桥式全控整流电路拓扑 7

3.1.3三相桥式全控整流电路拓扑 8

3.2逆变器 10

3.2.1单相电压型全桥逆变电路拓扑 10

3.2.2三相电压型全桥逆变电路拓扑 11

第4章 控制策略研究 14

4.1换流器的控制策略 14

4.2换流器的控制 15

第5章 仿真模型建立与分析 18

5.1整流器建模与仿真分析 18

5.2逆变器建模与仿真分析 20

5.3逆变器控制策略的仿真研究 21

第6章 结论与展望 23

参考文献 24

致谢 26

第1章 绪论

1.1研究背景

电力电子技术领域的进步，促进了整流器和逆变器的发展，更是促进了的高压直流输电方向的进步。经过全世界的科研人员几十年的研究，高压直流输电技术发展迅速^[1]。如今，高压直流输电的工程线路建设完成并投入运行的已经有上百个了。五大洲和二十多个国家都有高压直流输电的踪迹。高压直流输电由很多优点，与如今的交流输电优势互补，共同组成电力网络系统。高压直流电输电在大功率传输远距离传输的优点国家利用高压直流输电技术方面的优点，来解决国家部分输送电的问题，在国内被应用的越来越多，如大功率远距离高压直流输电工程已经成为国家实施“西电东送、南北互供、全国联网”战略中投资经营发展的重点^[2-4]。高压直流输电领域的发展按照发展历程可以分为三个阶段^[5-7]：

第一阶段，在1954年以前的高压直流输电可以划分为试验阶段。这阶段的高压直流输电技术还不完善，在20世纪50年代时，交流高压输电系统正是那时发展的高潮时期，当时电力电子技术发展并不太好，受到当时电力电子装置中开关器件的发展水平的限制，高压直流输电的优势并不能体现出来，所以当时高压直流输电并没有引起人们的注意，发展较为缓慢^[8]。