基于单神经元的VSC-HVDC控制器设计与研究

对同步旋转坐标系下VSC-HVDC系统的控制策略进行了设计研究.基于VSC-HVDC系统在dqo坐标下的动态模型,采用双闭环直接电流控制策略,实现对有功、无功功率的独立调节;其中主要针对外环中常使用的传统PID控制器自适应差的缺陷,引入单神经元对PID参数在线调节以增强其自适应能力,提高系统动态和稳态性能.数字仿真验证了该控制器的控制性能比传统PID控制器好.     

VSC-HVDC系统H￥控制器设计

通过对dq0坐标系下电压源换流器模型的分析,得到了电压源换流器增广被控对象的状态空间方程。利用H￥控制理论,设计了基于电压源换流器的高压直流输电系统的定直流电压、定直流功率、定无功功率控制器。根据MATLAB建立的仿真模型,对上述控制器进行了仿真实验。仿真结果表明,所设计的H￥控制器具有良好的控制性能,达到了设计要求。     

VSC-HVDC系统H_∞控制器设计

通过对dqO坐标系下电压源换流器模犁的分析,得到了电压源换流器增广被控对象的状态空间方程.利用H∞控制理论,设计了基于电压源换流器的高压直流输电系统的定直流电压、定直流功率、定无功功率控制器.根据MATLAB建立的仿真模型,对上述控制器进行了仿真实验.仿真结果表明,所设计的H∞控制器具有良好的控制性能,达到了设计要求.     

基于自抗扰控制的VSC-HVDC控制器设计

对电压源型换流器高压直流输电系统的暂态数学模型进行了研究,提出了直接电流控制策略和双闭环控制器结构。内环电流控制采用自抗扰控制器实现电流的解耦,达到快速跟踪参考电流的目的;外环控制基于稳态逆模型设计了PI控制器,实现有功、无功功率的独立调节。通过Matlab/Simulink对VSC-HVDC系统控制进行了仿真分析,仿真结果验证了所设计的控制器具有良好的控制性能和较好的鲁棒性。     

基于同步坐标变换的VSC-HVDC 暂态模型及其控制器

对基于电压源型换流器的新型直流输电系统的暂态数学模型和控制策略进行了研究,建立了同步旋转坐标系下VSC-HVDC系统的暂态数学模型,提出了直接电流控制策略和双闭环控制器结构.内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略,实现电流的快速跟踪控制;外环控制器由稳态逆模型和PI调节器构成,实现系统有功功率和无功功率的独立调节.最后,基于PSCAD/EMTDC的数字仿真验证了所设计的控制器具有很好的控制性能.     

VSC-HVDC系统的模糊控制策略仿真研究

对基于电压源型换流器（VSC）的新型直流输电系统（HVDC）的控制策略进行了研究。首先分析介绍了VSC—HVDC的基本工作原理;其次基于同步旋转坐标系下系统的动态模型,引入模糊智能控制,采用直接电流控制策略,提出了双闭环模糊自适应控制器结构,以实现系统有功功率和无功功率的独立调节。最后,通过数字仿真验证了所设计的控制器控制性能良好,对各种干扰与故障都具有较快的适应性和较强的鲁棒性。     

向无源网络供电的VSC-HVDC系统的控制器设计

建立了在同步旋转坐标系下新型直流输电系统的暂态数学模型,对向无源交流网络供电的直流输电系统的控制器进行了设计。整流侧控制器由基于输入输出反馈线性化的解耦控制器和电网电压矢量定向策略构成,实现电流的解耦控制和有功功率与无功功率的独立调节。逆变侧控制器则基于换流器稳态数学模型设计了定交流电压控制器,对无源交流网络的母线电压实现控制。基于PSCAD/EMTDC的数字仿真对不同功率因数的负荷和各被控量设定值的不同阶跃变化等各种工况进行了仿真验证。研究表明,所设计的控制器结构简单,具有良好的控制性能,并便于工程应用。     

基于附加信号的VSC-HVDC系统改进有功功率控制策略

为了保证大扰动情况下电压源换流器型高压直流输电（VSC-HVDC）系统的直流电压控制和有功功率平衡,提出了一种基于附加信号的有功功率控制策略。首先简要地分析了故障情况下VSC-HVDC系统的有功功率平衡和直流电压变化特点;然后给出了改进有功功率控制器的功率特性曲线,推导了定有功功率控制端直流电压最大工作范围的计算公式;接着提出了外环有功功率控制器的设计方法,推导了有功功率修正值的计算公式,并分析了该控制器在正常运行和故障2种情况下的工作原理。PSCAD／EMTDC仿真研究表明,在电网电压跌落或主导换流站停运等暂态扰动情况下,所提控制策略能够维持直流电压在安全运行范围内。     

基于自抗扰控制技术的VSC-HVDC系统控制器设计

简要概述基于电压源型换流器的轻型直流输电(VSC-HVDC)系统的工作原理,建立在同步旋转坐标系下的暂态数学模型。采用自抗扰控制(ADRC)方法设计送端系统和受端系统外环电压、功率控制器,以产生内环电流参考值。送端系统外环采用最优控制函数(Fal函数),内环采用一阶自抗扰控制器来跟踪参考电流;受端系统外环采用一阶自抗扰控制器,内环采用Fal函数来跟踪参考电流。采用以上控制策略实现系统模型的完全解耦并实现有功功率、无功功率独立控制的目的。利用MATLAB/Simulink对所设计的控制器进行数字仿真,仿真结果显示:对于交直流系统电压变化、有功功率及无功功率阶跃的情况,系统均能实现快速的动态响应,达到满意的控制性能指标。     

有功功率无功功率独立控制的VSC-HVDC系统仿真研究

高压直流输电系统中有功和无功功率可以分别由dq0坐标系下的d轴电流分量和q轴电流分量独立控制,设计定直流电压、定有功功率定无功功率控制器。整流侧实现单位功率因数整流并控制直流电压的稳定,逆变侧通过改变有功电流指令和无功电流指令来改变输送的有功功率和无功功率。用Matlab进行仿真分析。结果表明,该控制方式在保证直流电压稳定的基础上能够实现有功功率、无功功率的独立控制,且该控制方式灵活、简便,抗干扰性强,为工程实际应用提供理论依据。     

VSC-HVDC连续时间状态空间模型及其控制策略研究

在dq同步旋转坐标系下,推导出VSC-HVDC的连续时间状态空间模型,电压源型换流器（VSC）的双轴模型通过前向补偿方法得到解耦,从而实现了有功与无功、直流电压与无功的独立控制.在功率和电压控制中采用了级联控制方法.根据所得到的模型,分别提出了VSC-HVDC用于联结2个有源系统和向无源系统供电的控制策略.在无源系统控制中,采用了空间矢量的概念.基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC的数字仿真结果验证了数学模型的正确性及控制策略的有效性。     

VSC-HVDC的虚拟磁链直接功率控制算法

阐述了电压源换流器高压直流输电 (VSC-HVDC) 系统的结构和工作原理,利用基于虚拟磁链直接功率控制的方法对 VSC-HVDC 系统进行了仿真,实现了双侧换流器的独立控制.仿真结果证实了基于此算法的VSC-HVDC系统可以正常稳定地运行,对有功功率和无功功率实现了协调控制,并且可以满足系统不同的无功需求.     

基于模糊神经网络的VSC-HVDC系统控制器的研究

对同步旋转坐标系下的VSC-HVDC系统的控制策略进行研究,针对传统的PI控制在大扰动下难以精确控制的缺陷,设计了一种新的控制方案及控制器。采用双环控制,其中内环电流控制器采用PI控制,而外环控制器采用模糊控制与人工神经网络相结合的控制策略,并采用遗传算法优化模糊神经网络的连接权值和隶属度函数。整流侧有功功率跌落、三相短路等情况下的仿真结果表明,此种控制方法在大扰动下的动态稳定性明显优于传统PI控制。     

基于直接功率控制的VSC-HVDC系统换流控制器设计

针对柔性高压直流输电(VSC-HVDC)系统潮流控制灵活,能够增强系统稳定性和接入无源网络等特点,提出采用直接功率控制(DPC)法对该系统的换流控制器进行设计。该方法以瞬时无功功率理论为基础实时控制电网与换流站之间的功率交换,在系统采样频率和开关周期足够高时其功率误差非常小,从而能够保证系统对功率的快速、准确控制。同时通过使用直流电压控制器和相位补偿技术来抑制直流电压的波动和检测延迟的补偿,最后采用PSCAD软件对系统进行仿真,从仿真看出基于DPC设计的控制器能够对电网的有功和无功进行快速调节,并具有直流电压稳定、交流侧谐波含量少等优点。通过对VSC-HVDC系统的仿真验证了该系统能够快速完成电力系统潮流控制以及增强了系统运行的稳定性,该系统具有较大的实用价值。     

基于LMI方法的VSC-HVDC多重模型阻尼控制器设计

电压源换流器式高压直流输电(VSC-HVDC)具有快速功率调整特性,结合相应附加小信号阻尼控制策略可以提高系统的低频阻尼能力。基于线性矩阵不等式(LMI)的优化方法为电力系统阻尼控制提供了新的设计途径。文中采用2步LMI优化方法,在建立系统多个运行点小信号模型基础上分别设计单一模型和多重模型运行点阻尼控制器,以改善系统阻尼特性。在PSASP中对3机系统的时域仿真分析表明,基于多重模型的阻尼控制器具有较强的适应性,可在大范围运行条件下向系统提供足够的阻尼。     

HVDC中单神经元自适应PID控制方法研究

介绍了将具有自学功能的单神经元模型与常规的比例、积分、微分(PID)控制方法相结合,设计的基于单神经元自适应PID控制器。其控制规律是在高压直流输电(HVDC)系统以整流侧定电流的PID为研究对象,将传感器测得的实际直流电流与参考值比较,再将两者误差信号反馈给PID控制器,产生延迟相角信号。依据误差信号的变化调节延迟相角,从而保持直流线路的恒定。所设计的控制器由实际直流电流与电路参考值之差输入到状态变换器获得的3个量作为神经元的输入,并基于Hebb学习规则、联想式学习策略推导出单神经元的权值调整规律和参数整定方法。采用Simulink典型6脉冲桥HVDC系统的整流侧定电流控制模型仿真,实例说明了神经元算法的实现,其设计的控制器效果好。     

基于普罗尼辨识的VSC-HVDC附加阻尼控制器设计

基于电压源换流器(voltage source converter,VSC)和脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术的新型高压直流输电(VSC-HVDC)系统,具有与传统高压直流输电(HVDC)相似的有功功率控制能力,同时还具有与静止无功发生器(staticsynchronouscompensator,STATCOM)相似的无功功率控制能力。在VSC-HVDC动态模型的基础上,利用电力系统分析综合程序提供的用户自定义功能(PSASP/UD),实现了含有VSC-HVDC的多机系统动态仿真。以定有功功率控制VSC的有功设定值信号为输入端,VSC-HVDC并列交流输电线路的有功功率为输出端,通过对指定输入下输出端时域响应数据的普罗尼(Prony)辨识,获取了两端口间的等值降阶线性开环模型。并利用该降阶开环模型以及极点配置技术,设计了VSC-HVDC单输入单输出结构的附加阻尼控制器。以修改后的CEPRI-36交直流并列输电系统为例进行了仿真分析,仿真结果表明VSC-HVDC配备该阻尼控制器后,可显著增加系统振荡阻尼,快速恢复系统稳定。     

VSC-HVDC输电系统的模糊神经网络控制

针对VSC-HVDC这个非线性耦合系统,本文设计了一种模糊神经网络智能控制器。该智能控制器将模糊逻辑与神经网络相结合,能够较好地实现对象的解耦控制。文章分析了控制器的结构及其学习算法,仿真研究表明,所设计的智能控制器性能良好。     

VSC-HVDC直流电压的鲁棒控制策略研究

在VSC-HVDC系统分析、设计过程中最棘手的问题是如何处理非线性系统中的不确定性。注意到在d-q同步旋转坐标系下的VSC-HVDC连续时间状态空间模型中直流电压微分方程为非线性,针对其物理过程易受到不确定性的外界干扰的影响设计了鲁棒控制器。通过仿真与线性控制器进行了比较,结果表明鲁棒控制器增加了VSC-HVDC系统的稳定性。     

VSC-HVDC的不平衡故障控制策略的研究

电网电压不对称是VSC-HVDC系统实际运行时不可避免的问题,由于常规控制下的VSC在电网电压不平衡时会将直流侧二次频波动通过传输电路传播到相邻换流站,会引起传输功率发生波动,进而影响直流输电系统的稳定运行.针对这一问题,对VSC进行功率分析并研究其不平衡控制方案.同时采用了VSC侧与交流侧复合功率控制方法,得出了不平衡条件下功率外环指令电流模型,设计了αβ静止坐标下Terminal滑模内环控制器.最后,在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC环境下搭建VSC-HVDC模型,仿真结果验证了该方案的有效性.