柔性直流输电基本控制原理学习教案.pptx

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1、会计学1柔性直流输电基本控制柔性直流输电基本控制(kngzh)原理原理第一页，共31页。课程内容目录课程内容目录(ml)abcabc坐标系下坐标系下MMCMMC的数学模型的数学模型 坐标系的变换坐标系的变换(binhun)(binhun)3 3dqdq坐标系下的数学模型坐标系下的数学模型2 21 14 4 瞬时瞬时(shn sh)(shn sh)无功理论无功理论5 5 鲁西站单元控制鲁西站单元控制第1页/共32页第二页，共31页。下臂电流下臂电流(dinli)交流交流(jioli)侧电流侧电流直流侧电流直流侧电流(dinli)直流侧电压直流侧电压Ud上上桥桥臂臂下下桥桥臂臂桥臂电桥臂电抗器抗器

2、直流侧虚拟中点直流侧虚拟中点上桥臂电流上桥臂电流 MMC换流器控制策略换流器控制策略第2页/共32页第三页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略第3页/共32页第四页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略第4页/共32页第五页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略+第5页/共32页第六页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略第6页/共32页第七页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略 MMC 在三相abc 坐标系下，通过控制换流器的三相输出电压，即可以实现换流器三相输出电流的控制，从而(cng r)实现有功/无功功率控制。在三相a,b,c 坐标系下的各个

3、电气量均为时变交流量，并且不利于直观的得到(d do)有功分量或者无功分量。需要进行坐标系的转换。第7页/共32页第八页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略 0坐标系是一个两相坐标系，其中轴与a相绕组(roz)轴线重合，轴超前轴90电角，0序则是一个孤立的系统。abc/0坐标(zubio)变换第8页/共32页第九页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略abc/0坐标(zubio)变换第9页/共32页第十页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略abc/0坐标(zubio)变换第10页/共32页第十一页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略0/dq0坐标(zubi

4、o)变换第11页/共32页第十二页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略abc/dq0坐标(zubio)变换第12页/共32页第十三页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略三相三相(sn xin)abc坐标下数坐标下数学模型学模型第13页/共32页第十四页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略拉普拉斯变换(binhun)abc坐标系变dq坐标系第14页/共32页第十五页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略dq坐标系坐标系下的数学下的数学模型模型d轴和q轴电流(dinli)是相互耦合的第15页/共32页第十六页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略dq坐

5、标系坐标系下的数学下的数学模型模型V1V2反馈(fnku)线性化状态(zhungti)量id、iq和输入量u1、u2之间变成了线性解耦的关系。第16页/共32页第十七页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略dq坐标系坐标系下的数学下的数学模型模型第17页/共32页第十八页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略dq坐标系坐标系下的数学下的数学模型模型第18页/共32页第十九页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略瞬时瞬时无功无功(w n)理论理论第19页/共32页第二十页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略瞬时瞬时(shn sh)无功无功理论理论【定义1】三相电

6、路瞬时有功电流ip和瞬时无功(w n)电流iq分别为矢量i在矢量e及其法线上的投影。【定义2】三相电路瞬时有功功率(gngl)p为电压矢量e的模e和三相电路瞬时有功电流ip的乘积，三相电路瞬时无功功率(gngl)q为电压矢量e的模e和三相电路瞬时无功电流iq的乘积第20页/共32页第二十一页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略瞬时瞬时(shn sh)无功无功理论理论等式(dngsh)左边的id、iq为d-q轴瞬时电流0为t=0时刻(shk)d轴与a轴的夹角。0为t=0时刻A相电压的初相角等式右边的ip、iq为瞬时有功电流、瞬时无功电流 第21页/共32页第二十二页，共31页。MMC换

7、流器控制策略换流器控制策略瞬时瞬时(shn sh)无功无功理论理论第22页/共32页第二十三页，共31页。MMC换流器控制策略换流器控制策略瞬时瞬时无功无功(w n)理论理论 d-q瞬时电流id、iq与瞬时有功电流、瞬时无功电流ip、iq的相对关系，取决于当前时刻电网电压相角(xin jio)以及d轴与a轴之间相位的关系。如果利用d-q变换后得到的瞬时电流id、iq来分别(fnbi)控制有功和无功，则意味着0与0之间相差90。因此，通过锁相环PLL获得0时刻a相电压相角0，从而决定d轴与a轴的夹角0，从而达到有功无功独立控制的目的。第23页/共32页第二十四页，共31页。鲁西站单元鲁西站单元(

8、dnyun)控控制制整体整体控制控制(kngzh)框架框架第24页/共32页第二十五页，共31页。鲁西站单元鲁西站单元(dnyun)控制控制内环电流控制：实现(shxin)输出电流跟踪参考电流外环控制：根据有功功率、无功功率、直流电压等参考值，计算(j sun)内环电流控制的参考值。第25页/共32页第二十六页，共31页。内环控制参考值鲁西站单元鲁西站单元(dnyun)控制控制有功功率(gngl)、无功功率(gngl)、直流电压正、负序调制(tiozh)波阀桥臂控制电压外环控制内环控制dq到abc转换，相加第26页/共32页第二十七页，共31页。鲁西站单元鲁西站单元(dnyun)控制控制 直流

9、电压环：主要用于控制直流母线的输出电压，与有功功率闭环类似，均属于(shy)有功控制外环。对于每个站稳态运行而言，两个有功控制外环只能是二者选其一，根据不同的控制方式来选择不同的有功控制外环。第27页/共32页第二十八页，共31页。鲁西站单元鲁西站单元(dnyun)控控制制 有功功率闭环控制：属于外环控制，将装置出口的功率进行(jnxng)闭环PI调节修正电流内环的目标电流值。与直流电压环类似，均属于有功控制外环。对于每个站稳态运行而言，两个有功控制外环只能是二者选其一，根据不同的控制方式来选择不同的有功控制外环。第28页/共32页第二十九页，共31页。鲁西站单元鲁西站单元(dnyun)控控制制 无功功率控制外环：主要是用于控制装置的输出无功。即在装置容量范围内，将装置输出的无功控制在期望值附近。该功能与站控的交流电压控制功能同属于(shy)无功控制外环，设定上也是只能二选一，保证无功控制目标只有一个。第29页/共32页第三十页，共31页。鲁西站单元鲁西站单元(dnyun)控控制制电流内环控制是实现输出(shch)电流无差跟踪目标电流的环节。第30页/共32页第三十一页，共31页。