多端柔性直流输电系统协调控制策略研究.docx

多端柔性直流输电系统协调控制策略研究
多端柔性直流输电系统协调控制策略研究
摘要
多端柔性直流（MTDC）输电系统作为一种新兴的输电技术，具有高效、可靠、灵活的特点，在大容量远距离电力输送中扮演着重要角色。然而，MTDC系统中存在着多个互相耦合的终端控制问题，如何实现协调的控制策略成为了研究的热点。本文主要针对MTDC系统中的协调控制问题进行研究，分析了不同终端之间的关系，并提出了一种基于电压和功率的协调控制策略。通过对MTDC系统协调控制策略进行仿真验证，结果表明该策略能够有效提高MTDC系统的稳定性和可靠性。
关键词：多端柔性直流，协调控制，电压，功率，稳定性
1.引言
随着电力需求的不断增长，传统的交流输电技术已经不能满足现代电力系统的要求。而柔性直流（DC）输电作为一种全新的输电技术，具有多终端、高效、可靠的优势，成为了解决长距离高容量输电问题的重要手段。多端柔性直流（MTDC）系统进一步拓展了柔性直流输电的应用范围，其具有高度灵活性和可调性，可以满足多终端接入、分布式电源集成和电网融合等需求。
然而，MTDC系统中存在着多个互相耦合的终端控制问题，如何实现这些终端之间的协调控制成为了一个关键的问题。在传统的直流输电系统中，采用的是中央控制模式，即由一个控制中心对整个系统进行控制。然而，在MTDC系统中，由于终端间存在耦合，采用简单的中央控制模式会导致终端之间的电压和功率变化无法快速响应，从而影响系统的稳定性和可靠性。
因此，本文旨在研究MTDC系统的协调控制策略，通过分析不同终端之间的关系，采用基于电压和功率的控制方法，实现终端间的协调运行，提高系统的稳定性和可靠性。
2.MTDC系统的协调控制策略
2.1电压控制策略
MTDC系统中，由于终端之间存在耦合，终端之间的电压波动会相互影响。为了实现协调控制，可以采用基于电压的控制策略。具体来说，可以通过在终端间建立电压传感器，并通过通信网络将电压信息传递给其他终端。在控制策略中，可以设置一个目标电压范围，当终端的电压超出该范围时，受到控制信号的调节，使其回到目标范围内。
2.2功率控制策略
MTDC系统中，由于终端的功率是相互关联的，终端之间的功率变化也会相互影响。为了实现协调控制，可以采用基于功率的控制策略。具体来说，可以通过在终端间建立功率传感器，并通过通信网络将功率信息传递给其他终端。在控制策略中，可以设置一个目标功率范围，当终端的功率超出该范围时，受到控制信号的调节，使其回到目标范围内。
3.模拟实验与结果分析
为了验证所提出的MTDC系统协调控制策略的有效性，本文采用PSIM软件进行了模拟实验。实验系统包括三个终端，分别为发电机端、负载端和交换站端。其中，发电机端和交换站端具有接口电压为500kV，负载端的接口电压为220kV。实验中，设置了不同电压和功率的工况，分别进行了稳定性和可靠性的评估。
实验结果显示，采用电压和功率协调控制策略的MTDC系统在不同工况下都能够实现稳定的运行。通过对电压和功率的监测和调节，系统可以快速响应终端间的变化，保持电压和功率在目标范围内。同时，系统还具有较高的可靠性，即使在一个终端发生故障的情况下，系统仍能够保持正常的运行。
4.结论
本文针对MTDC系统中的协调控制问题进行了研究，并提出了一种基于电压和功率的协调控制策略。通过模拟实验验证，结果表明该策略能够有效提高MTDC系统的稳定性和可靠性。未来的研究可以进一步完善该控制策略，并考虑更多的实际应用场景，以推动MTDC技术的进一步发展。
参考文献：
[1]Zhang,C.,Tang,T.,Kim,C.J.,&Huang,A.Q.(2015).CoordinatedcontroldesignofHVDCconnectedoffshorewindfarmsandaMTDCgridforoffshorewindfarmclusters.ElectricPowerSystemsResearch,126,97-104.
[2]Xu,W.,Chen,Y.,Yao,L.,&Dong,Z.Y.(2017).CoordinatedControlStrategyofMulti‐terminalVSCs–MMCfortheHybridMulti‐terminalHVDCGrid.IEEJTransactionsonElectricalandElectronicEngineering,12(12),1570-1574.
[3]Xia,Z.,Liserre,M.,Blaabjerg,F.,&Wong,M.(2013).Dynamicresponseandcontrolofamulti-terminalVSC-HVDCsystemforoffshorewindpowerplants.IEEETransa