基于内模控制vsc-hvdc风电并网系统控制策略研究

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1、第35卷第2期四川I电力技术Vo1．35。No．22012年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．，2012基于内模控制的VSC—HVDC风电并网系统控制策略研究范帅军，凌颖，赵莉华(四川大学，四川成都610065)摘要：针对轻型直流输电技术(VSC—HVDC系统)在采用双闭环PI控制时的参数多并且整定复杂的问题，采用内模控制原理对PI参数整定算法进行改进，改进算法只需调节一个参数，使参数整定变得简单快捷，同时可以保留双闭环PI控制系统优良性能。仿真结果表明，基于内模控制原理的一个参数整定的VSC—HVD

2、C系统参数保有双闭环PI控制系统的优良性能，系统鲁棒性好，控制精度高，动态响应快。关键词：VSC～HVDC；内模控制；PI控制；风电并网Abstract：Thedoubleclosed—loopPIcontrolinvoltagesourcedconve~erHVDC(VSC—HVDC)systemforgridconnectionwithwindfarmsiswidelyused．ButtheparametersofPIcontrolaretoomanytobeset．Anovelcontrolschemebasedonin—terna

3、lmodelcontrolisusedtoimprovethesettingalgorithmofPIparameters，whichjustneedstoadjustoneparameterandmakestheparametersettingsimpleandquick．Atthesametime，thecharacteristicsofPIcontrolcouldberetained．Thesimu—l~ionresultsshowthatVSC—-HVDCsystembasedoninternalmodelcontrolkeeps

4、theexcellentfeaturesofdoubleclosed——loopPIcontrolwithgoodrobustness，highcontrolprecisionandfastdynamicresponse．Keywords：voltagesourcedconvenerHVDC(VSC—HVDC)；internalmodelcontrol；PIcontrol；gTidconnectionwithwindfarms中图分类号：TM734文献标志码：A文章编号：1003—6954(2012)02—0028—05VSC—HVDC系

5、统中大多采用较成熟的PID控制技0前言术，这种控制方式实现起来结构简单，但系统需要整定的参数较多，整定复杂，而参数值整定的好坏直接近年来，轻型直流输电技术(voltagesourcedcon-影响控制效果。采用基于内模控制的PID控制方式，verterHVDC，以下简称VSC—HVDC)作为一种新型在控制器设计时只需要调节一个参数，使参数整定简输电方式备受关注，它是一种电压源型变换器，以IG—单快捷，容易实现，同时可以保留双闭环P!控制系统BT等全控型器件和脉冲宽度调制(pulse—widthmodu—的优良性能，使得系统同时具有良好的鲁

6、棒性和动态l~ion，PWM)技术为基础。与传统的交流输电技术和响应速度。通过对VSC—HVDC风电并网系统的仿以晶闸管为主控器件的传统高压直流输电技术比较，真，结果表明，基于内模控制原理的一个参数整定的VSC—HVDC技术具有很多优点，如能够快速并且独立VSC—HVDC系统参数保有双闭环PI控制系统的优控制系统有功功率和无功功率，灵活改变潮流方向，向良性能，系统鲁棒性好，控制精度高，动态响应快。交流系统提供紧急无功补偿，易于实现多端直流系统并联，换流站设备小型化和模块化，系统可靠性更高等。所以，VSC—HVDC技术得到了日益广泛的应用，

7、尤其适合于新能源发电系统(如风力发电、燃料电池、光伏发电等分布式电源)的并网、城市配电系统供电、两个交流系统之间的非同步运行，向孤岛系统供电等场合。在VSC—HVDC系统中，对电压源型变换器的控制是关键，它将直接影响系统的运行性能。目前在图1PID控制系统原理框图第35卷第2期四川电力技术Vo1．35．No．22012年4月SichuanElectricPowerTechnologyApt，2012性和鲁棒性，在P一(s)上增加一滤波器，则内模控1内模PID控制基本原理Q(s))(5。)传统PID控制原理框图如图1所示。图1中，r(f)是

8、系统输入，C(t)是系统输出，M(t)为控制信号，e5)南)(t)为系统的误差信息，可知系统传递函数为八s)表示静态增益为1的低通滤波器，为滤波器时Gc㈤==l1+去+s】(1)式中，为系统的