基于自抗扰控制技术的vsc-hvdc系统控制器设计 design of adrc-based controller for vsc-hvdc system.pdfVIP

第33卷第5期 电力自动化设备 V01．33No．5 ElectricPowerAutomation 2013年5月 Equipment Mav2013囝 基于自抗扰控制技术的VSC—HVDC系统控制器设计 范 彬1，王 奔1，李新宇2 (1．西南交通大学电气工程学院，四川成都610031； 2．廊坊职业技术学院电气工程系．河北廊坊065000) 下的暂态数学模型。采用自抗扰控制(ADRC)方法设计送端系统和受端系统外环电压、功率控制器，以产生内 环电流参考值。送端系统外环采用最优控制函数(Fal函数)．内环采用一阶自抗扰控制器来跟踪参考电流；受 端系统外环采用一阶自抗扰控制器。内环采用Fal函数来跟踪参考电流。采用以上控制策略实现系统模型的 仿真．仿真结果显示：对于交直流系统电压变化、有功功率及无功功率阶跃的情况，系统均能实现快速的动态 响应．达到满意的控制性能指标。 关键词：电压源型换流器；高压直流输电：自抗扰控制；FaI函数；扩张状态观测器 721．1 中图分类号：TM 文献标识码：A 0引言 不强，具有响应快速、控制精度高和鲁棒性强的优 点。文献『9]将ADRC引入到基于电流源型HVDC 基于电压源型换流器的高压直流输电fVSC— 系统的控制中．较好地解决了HVDC模型不确定性 HVDC)因其具有高度的灵活性与可控性而成为电力 的问题及扰动难以精确估计的问题。文献『10]将 科研的一个热门方向。国内外许多学者对这种轻型 ADRC技术引人到三相电压型整流器中．并采用优化 直流输电系统的数学模型及控制策略进行了深入研 的一阶自抗扰控制器进行控制．试验结果证明了一阶 究。文献『1．7]建立了直流输电系统基于同步旋转坐 自抗扰控制器在三相PWM整流器中具有优良的控 标系下的稳态及暂态数学模型．并用反馈线性化理 制性能及良好的鲁棒性。 论、变结构控制理论、鲁棒控制理论、李雅普诺夫稳 本文在简要介绍VSC—HVDC工作原理的基础 定性理论、逆系统等多种控制方法设计了换流站控制 上．建立了基于同步旋转坐标系下的模型。为实现双 器。文献『8]设计出一种基于瞬时对称分量法的序分 量检测技术．并提出在三相不平衡电力系统的控制中 端有功功率、无功功率的独立解耦控制．利用ADRC 方法设计了应用于VSC．HVDC系统的内、外双环控 增加不平衡指令补偿模块．改善了VSC—HVDC在电 网j三相不平衡时的运行特性。由于VSC—HVDC精确 计的fl抗扰控制器的优越性。 数学模型本身的复杂性。本文将自抗扰控制(ADRC) 技术引入VSC．HVDC中．避免了控制系统对复杂数 1 VSC．HVDC的工作原理及旋转坐标系下 学模型的过度依赖．具有很强的鲁棒性。 的数学模型 ADRC理论是20世纪90年代提出的一种控制 策略。该方法吸收了现代控制的理论成果．继承并发 图1为双端VSC．HVDC输电系