一种用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于VSC‑HVDC系统的矢量控制参数优化方法，包括：步骤1，在PLECS软件平台上搭建VSC‑HVDC仿真模型，用以模拟仿真相关电气参数；步骤2，构建用于直交流输电转换的控制器；步骤3，基于矢量法构建控制器，用以通过控制矢量对直流电进行控制；步骤4，在PLECS软件平台上构建对应于单个电气参数的控制器及控制回路，用以控制相应的电气参数；步骤5，将步骤2、步骤3、步骤4中的控制器加入所述VSC‑HVDC仿真模型中进行仿真模拟，用以对VSC‑HVDC系统控制电气参数的矢量进行分析优化。本发明专利技术能够实现VSC‑HVDC系统的矢量控制参数优化。

A Vector Control Parameter Optimization Method for VSC-HVDC System

【技术实现步骤摘要】
一种用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法
本专利技术属于电力系统中高压直流输电中参数的控制优化领域，尤其涉及一种用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法。
技术介绍
采用矢量分析方法有以下优势：同步跟踪并修正相应的电气参数；可用于控制调节多种基于VSC-HVDC的系统；可用于模拟软件建模，实现计算机监测。对于VSC-HVDC转换器的控制产品有多种。MOSFET在市场中有很大的竞争优势，如类比/数位转换器，利用MOSFET技术设计出效能更好的产品。灵活性比双极晶体管好，利用多数载流子导电，制造工艺简便，广泛应用于大规模集成电路，但容易被静电击穿。BJT是电流控制器件，虽然电流电压放大能力强，电路形式多样灵活，适应性强，成本低，但是受温度影响大，热稳定性较差,功耗大。有鉴于此，需要一种用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化策略。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法，以解决上述技术问题，可用于工作频率较高，电流处理能力强，中高频中高压的输电系统。本专利技术提供了一种用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法，包括：步骤1，在PLECS软件平台上搭建VSC-HVDC仿真模型，用以模拟仿真相关电气参数；步骤2，构建用于直交流输电转换的控制器；步骤3，基于矢量法构建控制器，用以通过控制矢量对直流电进行控制；步骤4，在PLECS软件平台上构建对应于单个电气参数的控制器及控制回路，用以控制相应的电气参数；步骤5，将步骤2、步骤3、步骤4中的控制器加入所述VSC-HVDC仿真模型中进行仿真模拟，用以对VSC-HVDC系统控制电气参数的矢量进行分析优化。进一步地，步骤2中的控制器采用PR控制器。进一步地，所述步骤3、步骤4中的控制器采用PI控制器。进一步地，步骤4中所述控制回路包括交流电流控制回路，直流电压、直流电流控制回路，交流电流反馈回路。借由上述方案，通过用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法，能够实现VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本专利技术用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法的流程图；图2为本专利技术基于VSC-HVDC的交直流输电系统示意图；图3为本专利技术交流电流闭环控制图；图4为本专利技术交流电流闭环控制响应图；图5为本专利技术直流电压闭环控制图；图6为本专利技术直流电流闭环控制响应图；图7为本专利技术直流电流闭环控制图；图8为本专利技术直流电流闭环控制响应图；图9为本专利技术电流反馈控制图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参图1所示，本实施例提供了一种用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法，包括：步骤S1，在PLECS软件平台上搭建VSC-HVDC仿真模型，用以模拟仿真相关电气参数。步骤S2，构建用于直交流输电转换的控制器(运用PWM技术控制IGBT,实现直交流输电的转化)。步骤S3，基于矢量法构建控制器，用以通过控制矢量对直流电进行控制。原理是运用派克定理的转换公式，表示为：其中，从而，步骤S4，在PLECS软件平台上构建对应于单个电气参数的控制器及控制回路，用以控制相应的电气参数；步骤S5，将步骤S2、步骤S3、步骤S4中的控制器加入所述VSC-HVDC仿真模型中进行仿真模拟，用以对VSC-HVDC系统控制电气参数的矢量进行分析优化。通过该用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法，能够实现VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化。在本实施例中，步骤S2中的控制器采用PR控制器。PR控制器可以实现系统的零稳态误差，具有抗电网电压干扰的能力。在本实施例中，所述步骤S3、步骤S4中的控制器采用PI控制器。在本实施例中，步骤S4中所述控制回路包括交流电流控制回路，直流电压、直流电流控制回路，交流电流反馈回路。下面对本专利技术作进一步详细说明。一、设计转换控制器。三相平衡系统空间矢量的表示方法：控制空间矢量的方法是运用笛卡尔坐标：对于三相平衡系统，有功和无功可用空间向量法表示：对于交流电的控制，iabc应被转化为iαβ。此转化一是为了控制流入交流系统的有功和无功，二是为了伺服VSC系统。通过控制iαβ可得到参考电压，从而伺服VSC系统。iα和iβ可通过以下方式得到：Ref:表示参考值。根据图2可知，αβ框架控制可以先从一侧入手。三相平衡交流系统首先通过变换，可得到αβ框架。对于交流电流的控制，采用PR控制器：其中，KP为比例增益，KI为积分增益，ω为谐振频率。运用MATLAB平台设计出PR控制器。图3为交流电流闭环控制原理图。从而，可以根据闭环控制原理图,运用MATLAB平台设计出PR控制器。将αβ框架加入到交流电流的控制中，形成初步AC转换DC系统。通过scope进行实时监测，检验所设计的控制器是否正确、合理。直流部分电压的选择是根据交流电压而定，Vc指VSC系统交流电末端电压，指交流电峰值，指直流电压参考值。直流电压控制器的设计。图5为直流电压闭环控制原理图。推理如下：Ps＝PdcPout＝Vdc×Idc其中，Ps指AC系统输入功率，Pdc指DC系统功率，交流电压峰值，指交流电流峰值，Pdc1指VSC1系统功率，Idc指直流电流。Pout指从AC系统输出功率。对于交流电压和直流电压之间的转化：从而，可以根据闭环控制原理图计算得到PI控制器直流电流控制器的设计。图7为直流电流闭环控制原理图。从而，可以根据闭环控制原理图计算得到PI控制器。交流电流反馈控制的设计。图9为电流反馈控制。*：表示参考值指实测值峰值的参考值。本专利技术根据派克变换将abc三个变量转化为αβ两个变量进行控制的方法。通过仿真软件PLECS，对电气量进行实时监测和校正，运行较为稳定，控制效果较好，实用性较强。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，并不用于限制本专利技术，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于VSC‑HVDC系统的矢量控制参数优化方法，其特征在于，包括：步骤1，在PLECS软件平台上搭建VSC‑HVDC仿真模型，用以模拟仿真相关电气参数；步骤2，构建用于直交流输电转换的控制器；步骤3，基于矢量法构建控制器，用以通过控制矢量对直流电进行控制；步骤4，在PLECS软件平台上构建对应于单个电气参数的控制器及控制回路，用以控制相应的电气参数；步骤5，将步骤2、步骤3、步骤4中的控制器加入所述VSC‑HVDC仿真模型中进行仿真模拟，用以对VSC‑HVDC系统控制电气参数的矢量进行分析优化。

【技术特征摘要】
1.一种用于VSC-HVDC系统的矢量控制参数优化方法，其特征在于，包括：步骤1，在PLECS软件平台上搭建VSC-HVDC仿真模型，用以模拟仿真相关电气参数；步骤2，构建用于直交流输电转换的控制器；步骤3，基于矢量法构建控制器，用以通过控制矢量对直流电进行控制；步骤4，在PLECS软件平台上构建对应于单个电气参数的控制器及控制回路，用以控制相应的电气参数；步骤5，将步骤2、步骤3、步骤4中的控制器加入所述VSC-HVDC仿真模型中进行仿真模拟，用以对VSC-HV...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梓邑，李鹏，李哲，乔福喜，任智刚，李博一，李冠赢，柯唯阳，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11