VSC-HVDC系统换流电抗器参数设计.pdfVIP

维普资讯 第 24卷第 2期 电 力 科 学 与 工 程 VO1．24．No．2 40 2008年 3月 ElectricPowerScienceandEngineering M ar．．2008 VSC-HVDC系统换流电抗器参数设计 殷 自力 ，罗彦青 (1．华：{E电力大学 电气与电子工程学院，河北保定071003；2．保定供电公司，河北保定071000) 摘要：换流电抗器是VSC—HVDC中的关键器件，其参数直接影响到控制系统的性能。为此分别按满足电 流环跟随特性、实现四象限运行和抑制谐波含量的要求对换流电抗器的参数取值范围进行了设计。PSCAD／ EMTDC仿真结果表明所设计的参数具有较好的运行特性。 关键词：VSC—HVDC；换流电抗器；仿真分析 中图分类号：TM731 文献标识码：A 0 引 言 1 换流电抗器的设计 基于电压源换流器的直流输 电(VSC—HVDC) 1．1概述 技术出现在20世纪末，是采用基于可关断型器件 换流电抗器作为功率交换的纽带，同时也具有 的电压源换流器和PWM技术的直流输电技术。由 滤除交流侧PWM谐波电流和实现VSC四象限运 于它具有能够瞬时实现有功和无功独立控制、能向 行的作用。其取值的大小决定功率的传输能力，而 无源网供电且适用于再生能源并网、城市电网供 且也影响着电流环控制的动、静态响应特性。一般 电、异步交流电网互联等优点 n ，国内外学者对 而言，电感越小，电流的跟随能力更强；而电感越 VSC—HVDC技：术都展开了深入的研究 。目前， 大，谐波电流含量就越小。本文按照交流电流必须 关于VSC—HVDC的控制策略、故障分析及保护策 满足控制的跟随特性，实现VSC四象限运行以及 略已经有较多的文献 [3-6]进行了研究和报道 ， 抑制谐波含量的要求来设计交流侧 电感 。 但是很少有文献专门涉及到VSC·HVDC系统主电 以整流侧为例，忽略VSC的损耗，交流侧 a 路各器件及其参数的选取和设计。VSC—HVDC系 相 电压平衡关系表示为 统包括主电路结构、主电路参数、控制策略及其所 LLdL = 一 。 (1) 对应的控制系统参数等，而主电路中最重要的器件 是换流电抗器，其参数的大小直接影响着控制器的 其中， = 。 (2) 参数，同时其参数的优劣也制约着控制系统的性 ：＆一 ∑ (／3) (3) 能。文献 [7-9】介绍的设计方法有可以借鉴的地 i=a，b， 方，但是它们仅针对PWM整流器或静止无功发生 式中 ，‰，U分别为三相交流电流、交流母线相 电压 器 STATCOM (STATicCOMpensator)而设计， 和VSC输出相电压瞬时值；a。为直流电压池，S分 有其 自身的特点及适用范围，不能直接应用于VSC— 别为该时刻的二值逻辑开关函数，VSC上桥臂导通 HVDC的参数设计。 为 1，下桥臂导通为0；L为换流电抗器等效电感。 本文在对VSC—HVDC进行分析的基础上，针 1．2 电流环控制的要求 对VSC—HVDC系统提出了对于主电路中的换流电 为保证换流电抗器满足交流电流跟随特性，电 抗器参数的设计方法，并通过PSCAD／EMTDC进 流跟踪速度必须高于电流变化率的最大值。同时， 行了仿真，初步证明了其可行性