基于克拉克变换的VSC-HVDC系统控制器设计及其PI参数整定

2018-09-22刘洪波

吉林电力 2018年4期

刘洪波,邸睿

(东北电力大学,吉林吉林 132012)

基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)称为柔性直流输电技术，VSC-HVDC的实际运行性能极大地依赖于其控制系统。合理控制能提高工程的可用性及可靠性，故而合理正确的控制器设计及其比例积分(PI)参数的整定，对VSC-HVDC系统尤为重要[1]。对VSC-HVDC系统的控制策略目前分为两类，一类是间接电流控制，也被称为直接控制，实质上就是所谓的电压幅值相位控制；另一类是直接电流控制，也被称为矢量控制，这种控制方式目前占据主导地位，通常由外环电压和内环电流两个环节构成。

目前传统控制器设计是利用派克(Park)变换，基于dq坐标系下通过解耦的方法建立数学模型，并利用经典控制理论对PI参数进行整定。很少有文献专门研究讨论PI参数整定的问题。文献[2-4]采用典型环节设置整定VSC-HVDC控制系统参数，考虑了稳态误差，快速性、抗干扰性3个性能指标。文献[5-11]介绍了VSC-HVDC的实际应用，并提出了在无源网络中控制器的设计方法。

为此,本文提出一种基于克拉克(Clark)变换的非解耦方法新型VSC-HVDC系统PI控制器结构并利用状态空间平均法进行PI参数整定。以双端供电系统为例进行介绍，VSC-HVDC系统控制器整流侧采用有功功率和无功功率控制策略，逆变侧采用直流电压和有功功率控制策略。并通过MATLAB仿真软件对设计的PI控制器进行仿真,验证了其可靠性和准确性。