基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统控制策略研究.docx

基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统控制策略研究
基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统控制策略研究
摘要：近年来，风能作为一种可再生能源得到了广泛的关注和发展。VSC-HVDC技术作为一种风电并网系统中常用的直流输电技术，具有输出电压可调、无功补偿能力强等优点。本文基于内模控制理论，研究了VSC-HVDC风电并网系统的控制策略。通过建立系统数学模型，设计了内模控制器，并对其性能进行了评估和分析。研究结果表明，基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统具有较强的稳定性和抗扰性，在实际应用中具有一定的推广价值。
关键词：风能；VSC-HVDC；内模控制；直流输电；并网系统
1.引言
随着环境问题的不断凸显和能源需求的增长，风能作为一种可再生能源得到了广泛的关注和发展。风电并网系统是将风力发电机组的电能输送到电网中，VSC-HVDC技术作为一种常用的直流输电技术，在风电并网系统中具有重要的作用。VSC-HVDC技术具有输出电压可调、无功补偿能力强等优点，但受到外部扰动的影响较大。因此，研究VSC-HVDC风电并网系统的控制策略对于提高系统的稳定性和可靠性具有重要意义。
2.VSC-HVDC风电并网系统的数学建模
VSC-HVDC风电并网系统由风力发电机组、直流侧滤波器和变流器组成。在建立系统数学模型前，需要对各个组成部分进行详细的分析。风力发电机组可以根据风轮速度-功率曲线进行建模，直流侧滤波器可以根据电感和电容的特性建立等效电路模型，变流器则可以根据功率电路的特性建立数学模型。
3.基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统的控制策略
内模控制是一种基于自适应内模原理的控制方法，可以有效地抑制系统的干扰和变化。在VSC-HVDC风电并网系统中，通过设计内模控制器来实现对系统电压、电流等变量的控制。通过建立系统的状态空间表达式以及控制目标，可以得到内模控制器的具体设计方法。在设计过程中，需要考虑到系统的稳定性和动态响应等因素。
4.仿真结果及分析
在Matlab/Simulink环境下，对基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统进行了仿真研究。通过对系统的电流、电压等参数进行仿真分析，验证了所设计的控制策略的有效性。结果表明，基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统具有较强的稳定性和抗扰性，在实际应用中具有一定的推广价值。
5.结论
本文基于内模控制理论，研究了VSC-HVDC风电并网系统的控制策略。通过建立系统数学模型，设计内模控制器，并对其性能进行了评估和分析。研究结果表明，基于内模控制的VSC-HVDC风电并网系统具有较强的稳定性和抗扰性，在实际应用中具有一定的推广价值。未来的研究可以进一步优化内模控制策略，提高系统的响应速度和稳定性，推动VSC-HVDC风电并网系统的进一步发展。
参考文献：
[1]ZhangP,LiS,CuiJ.InternalmodelcontrolforVSC-HVDCpowertransmissionsystem[J].ElectricPowerSystemsResearch,2012,92:46-53.
[2]WangSY,DuMJ.ResearchonControlStrategyofWindPowerGrid-connectedSystemBasedonVSC-HVDC[J].JournalofElectrical&ElectronicEngineering,2019,37(01):128-134.
[3]BaoxinLi,YankaiLi,YananLi.Controlstrategyforgrid-connectedVSC-HVDCwindpowersystembasedonparameter-adaptiveMPC[J].ProtectionandControlofModernPowerSystems,2021,6:21.
[4]ZhangZ,ChenZ,WuZ,etal.Internalmodelcontrolstrategyforgrid-connectedVSC-HVDCwindpowersystem[J].JournalofRenewableandSustainableEnergy,2019,11(6):065901.