基于等效开环过程的VSC-HVDC阻尼控制器协调控制鲁棒稳定性研究

doi:10.3969/j.issn.1000－7229.2016.10.013

摘要/Abstract

摘要： 针对包含柔性直流（voltage source converter-high voltage direct current, VSC-HVDC）的交直流互联系统区间低频振荡现象，通过多变量系统等效开环过程（effective open-loop process，EOP）理论，将多变量系统回路方程转换为单变量系统回路方程，建立起各回路独立的数学模型。由于包含VSC-HVDC 的系统是多输入多输出复杂非线性系统，其中各回路阻尼控制器之间可能存在不协调的问题，基于小增益定理，在实现系统等效开环过程控制的基础上，提出判断各附加阻尼控制器间协调控制鲁棒稳定性指标；设计能抑制低频振荡且能协作运行的发电机电力系统稳定器（power system stabilizer, PSS)附加阻尼控制器和VSC-HVDC附加阻尼控制器。最后在PSCAD/EMTDC中搭建包含VSC-HVDC的交直流四机两区域系统，仿真验证所提指标的有效性和所设计控制器的实用性。

关键词: 柔性直流, 等效开环过程, 小增益定理, 附加阻尼控制器, 低频振荡

Abstract: According to the phenomenon of low frequency oscillation in the AC-DC interconnected system with voltage source converter-high voltage direct current (VSC-HVDC）, this paper converts multi-variable system loop matrix equation into many single variable system loop equation, and establishes the independent mathematical models of each circuit, based on multi-variable system effective open-loop process (EOP) theorem. For the potential uncoordinated problem of each loop controller in multi-input multi-output (MIMO) nonlinear system which contains VSC-HVDC, this paper proposes a coordinated control robust stability index of each supplementary damping controller based on small gain theorem and EOP theorem. Then, the power system stabilizer (PSS) supplementary damping controller and VSC-HVDC supplementary damping controller in cooperative operation was designed to restrain low frequency oscillation. Finally, AC/DC four machine two-area system with a VSC-HVDC in PSCAD /EMTDC has been established, and the validity of the proposed indicators and the feasibility of the designed controller have been verified through simulation.

Key words: VSC-HVDC, effective open-loop process, small gain theorem, supplementary damping controller, low frequency oscillation

中图分类号:

TM 72

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