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摘 要

轻型直流输电技术以电压源型换流器为核心，硬件运用IGBT等可关断器件，控制方法则是采用脉宽调制技术，这种直流输电技术有较高的可控制性。轻型直流输电技术与传统直流输电相比，具有向无源网络供电，同时独立控制有功功率和无功功率的优点。空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）相较于SPWM，在相同情况下的电压利用率变高了，所以本文讨论SVPWM在VSC中的应用。由于传统SVPWM不太容易实现，所以在VSC模型基础上，通过直角坐标变换，得到新的VSC功率传输方程,消除了三角函数对被控量的影响。并采用逆系统方法设计了基于有功、无功功率独立调节的VSC-HVDC控制系统。通过仿真验证向有源网络供电时，本文所设计的控制策略很好的实现了独立控制有功无功，构建的模型能有效正常的工作运行。

关键字：空间矢量脉宽调制技术 VSC-HVDE控制系统 有功无功独立调节

ABSTRACT

HVDC Light technology to voltage source converter as the core, and other hardware using IGBT turn-off device, the control method is the use of pulse width modulation technology, this HVDC technology has high controllability. HVDC technology HVDC compared with traditional, with power to the passive network, while the advantages of independent control of active and reactive power. Space vector pulse width modulation (SVPWM) compared to SPWM, the voltage utilization rate in the same circumstances becomes high, so this article discusses SVPWM application of VSC. Because the traditional SVPWM is not easy to achieve, so VSC model basis, through Cartesian coordinates transformation, the new VSC power transfer equation, eliminating the influence of controlled amounts of trigonometric functions. And the use of inverse system method was designed based on active and reactive power independently adjustable VSC-HVDC control system. When power is supplied to the active network simulation by controlling the designed strategy to achieve a good independent control of active and reactive power, model building can effectively work properly run.

Keywords:Separate control of real and reactive Power;VSC-HVDC control system;Active and reactive power independently adjustable

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第二章 ：绪论 1

1.1VSC-HVDC的意义和原理 1

1.2VSC-HVDC的技术特点 2

1.3VSC-HVDC应用领域与研究现状 2

1.4本文研究方向内容 4

第二章 ：空间矢量PWM的研究 5

2.1 PWM技术介绍 5

2.2 SVPWM的基本原理 6

2.3 SVPWM的控制方法 9

2.4 SVPWM技术的等效实现方法 12

第三章 VSC-HVDC系统的稳态模型及其控制策略研究 16

3.1引言 16

3.2VSC-HVDC的运行机理 16

3.3 VSC的稳态模型 18

3.4VSC-HVDC的控制方式 20

3.4.1基本控制方式 20

3.4.2本文所采用的控制方式 21

3.5 VSC-HVDC系统两端均接有源网络的控制策略研究 21

3.5.1基于稳态模型的定直流电压控制端的控制系统 22

3.5.2基于稳态模型的定有功功率控制端的控制系统 26

第四章 VSC-HVDC系统连接有源网络的仿真实验及结果分析 28

4.1稳态运行 28

4.2 PQ独立调节控制策略的仿真实验 30

4.3结论 32

第五章 总结 33

参考文献 34

第一章 绪论

1.1VSC-HVDC的意义和原理

传统HVDC的输电方式及过程，首先发电厂发出的交流电通过整流器经过转换变成直流电，在邻近的逆变器端接受，然后再通过逆变器将直流电经过脉宽调制技术转换成交流电，输送到受端交流电网。由于直流输电方式线路投资少、系统稳定性高、调节速度快、运行可靠性高，因此在远距离输电中得到了广泛的应用，对于有些交流系统也很适用。在输电走廊宽度相同的前提下，其他条件不改变，高压直流输电与交流输电相比，直流输送能力是交流的1.5倍，输电能力会有明显的提高，所以直流输电能有效缓解输电走廊不足的问题。传统的直流输电无法向无源网络供电，这是由于电力电子元件不成熟等原因的制约，但实际情况是目前受各种因素影响，许多城市电网是无源网络，这使得直流输电的使用受到了限制^[1]。

当VSC-HVDC换流器的直流侧并联大电容时则可以被等效作为电压源，而传统HVDC换流器的直流侧则串联有大电感则被等效视为电流源。HVDC技术以电压源型换流器为关键，硬件运用IGBT等可关断器件，控制方法则是脉宽调制技术，这种直流输电技术有较高的可控制性。轻型直流输电技术在传统直流输电上进行改进发展，使得轻型直流输电具有向无源网络供电的关键性提升，同时独立控制有功功率和无功功率，交流母线侧的无功功率得到动态补偿，稳定交流母线电压等优点可以使系统得到优化提升。VSC-HVDC解决了有功环流的问题，实现对有功负荷的有效合理分配所以远距离输电得以实现，电压稳定性得到提升，这些优点使得VSC-HVDC技术被用来尝试改造城网。像被应用于配电系统的定制电力系统，这种应用结合相应的控制策略能够控制或调节系统中的潮流、运行参数或网络参数，以此达到优化电力系统运行状态、提高系统稳定性、可靠性以及改善系统动态品质的目的。

电压源换流器技术作为轻型直流输电的两大关键技术之一，以前的传统电力工业主要使用的是PCC技术，现如今已几乎被VSC技术所取代。PCC技术对开通电流的电力电子元件以及关断电流的组件有很大的要求，随着全控型功率元件IGBT的出现已经能实现电流的自动关断，所以电压源型换流器技术开始得到广泛应用。VSC自行关断电流的特点，使得系统不需要从所联结电网来获取有源换相电压，这使得VSC开始被运用到无源网络中。

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