一種用于風電并網的變阻尼無源控制方法

付永良， 陳新華

(國網德州供電公司，山東 德州 253000)

0 引 言

基于VSC-HVDC的風電并網系統是一個典型的高階、多變量和強耦合的非線性系統，為實現系統的解耦控制，提高系統的暫態能力，需多種控制策略相結合。

目前，各種新型控制理論被應用于VSC-HVDC系統。文獻[1]將模型預測的控制理論應用于VSC-HVDC系統中，達到了無源系統供電的目標。文獻[2]利用歐拉-拉格朗日的數學模型并根據無源控制策略注入恒定阻尼的方式實現系統的穩定控制。文獻[3]將整流側和逆變側變流器作為系統統一考慮，提出了一種基于無源性理論的聯合控制方法。文獻[4]通過一系列的矩陣構造能量函數，提出一種無源控制器。為減小直流側電阻的擾動，為系統注入阻尼,但采用注入恒定阻尼的方法將降低控制系統對參數變化的靈敏度，從而降低系統的暫態性能。

本文利用變阻尼無源性控制理論，并根據耗散哈密頓系統的耗散原理，將兩端的變流器系統看作是二端口的能量變換裝置，將風電并網系統建成基于PCHD的數學模型。利用互聯和阻尼配置的無源性控制方法，給出了風電并網系統的反饋鎮定，并計算出可控制電壓、功率大小的數學表達式。同時，為降低系統參數變化對控制系統帶來的影響，向系統注入隨參數變化而變的阻尼。在仿真系統中搭建的模型證明了本方法的有效性。

1 無源控制及VSC-HVDC的PCHD模型

端口受控哈密頓系統(PCH)是帶有無源性和耗散性的[5]。系統方程:

(1)

式中：x∈Rn;u∈Rm;R(x)為半正定對稱矩陣，體現端口附加阻尼；……