VSC-HVDC直接電流控制的參數(shù)整定方法

汪俊余， 沈浩東， 馬新平， 許真

(南瑞集團國際業(yè)務(wù)公司，江蘇 南京 211106)

0 引 言

柔性直流輸電(VSC-HVDC)技術(shù)以電壓源換流器(VSC)、可關(guān)斷電力電子器件、脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)為核心，是一種更加靈活、經(jīng)濟和環(huán)保的輸電方式。與常規(guī)直流輸電技術(shù)相比，VSC-HVDC技術(shù)具備可控性好、靈活性高、可向無源網(wǎng)絡(luò)供電、不增加交流電網(wǎng)的短路容量等特點，可有效解決清潔能源的可靠并網(wǎng)、孤島供電、城市電網(wǎng)的擴容和改造等問題，應(yīng)用前景廣闊[1-3]。

控制系統(tǒng)對于VSC-HVDC的運行性能起著至關(guān)重要的作用。VSC-HVDC換流器控制策略主要分為間接電流控制和直接電流控制兩大類。間接電流控制通過控制換流器交流側(cè)電壓的幅值和相位來控制交流電流，控制結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)，但存在動態(tài)響應(yīng)慢、難以實現(xiàn)限流控制等缺點。相比之下，直接電流控制采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制策略，具有電流響應(yīng)速度快、容易實現(xiàn)限流控制、有功與無功易于實現(xiàn)解耦控制等優(yōu)點，較適用于高壓大功率場合。

在直接電流控制方式下，每個電流內(nèi)環(huán)包含兩個PI環(huán)節(jié)，分別控制相應(yīng)的有功、無功分量。采用定直流電壓控制的電壓外環(huán)也包含一個PI環(huán)節(jié)。因此，PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定可以看作是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。工程上大多采用試湊法或經(jīng)驗法來選取PI控制器參數(shù)[4]，這需要工程人員具有較高的技巧和經(jīng)驗。在理論研究方面，文獻[5]利用自適應(yīng)粒子群優(yōu)化(APSO)算法進行PI參數(shù)尋優(yōu)。文獻[6]提出一種模最優(yōu)與對稱最優(yōu)相組合的PI參數(shù)整定方法。……