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随着国民经济的增长,我国用电需求不断增加,能源问题已成为关系经济社会发展全局的重大战略问题。而我国用电负荷与发电能源分布很不均衡,使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然需要,建设特高压直流输电系统,成为我国电力工业和电网发展的必然趋势。与高压直流输电系统相比较,特高压直流输电系统换流器采用双12脉动串联接线方式,控制系统复杂,因此控制问题成为特高压直流系统中的重要课题。
本文以特高压直流输电控制系统的换流器控制层作为研究重点,在分析特高压直流输电系统换流器控制层的控制特点基础上,针对整流侧高、低压换流器间的不平衡电压问题和逆变侧换流器的换相失败问题,进行了控制策略方面的研究,主要工作内容如下:
研究换相失败的机理和预防控制措施,并根据模糊控制基础理论算法,提出一种针对换相失败的模糊控制策略。通过对换相失败的有效检测,启动模糊控制器,模糊控制器经过推理计算,输出逆变器触发角的补偿值,增加换相裕度,有效减少换相失败发生的频率,并防止严重故障引发的继发性换相失败。
针对整流侧定电流控制环节由于高、低压换流器电流整定值或测量值出现偏差而引起的两换流器间出现电压不平衡现象,分析不平衡电压产生机理和目前控制策略中存在的不足,将模糊控制引入到不平衡电压控制当中,使模糊控制器配合PI控制器补偿测量电流偏差值,以消除高、低压换流器间的不平衡电压。
利用PSCAD/EMTDC电磁仿真工具对提出的模糊控制策略进行仿真验证,证明了模糊控制器在特高压直流输电控制系统中应用的有效性。