T型三電平VSC-HVDC系統模型預測靈活功率控制策略

梁營玉 ，劉 濤 ，李 巖 ，黃偉煌 ，劉 樹

（1.中國礦業大學（北京）機電與信息工程學院，北京 100083；2.南方電網科學研究院有限責任公司 直流輸電技術國家重點實驗室，廣東 廣州 510080；3.北京四方繼保自動化股份有限公司，北京 100085）

0 引言

基于全控型電力電子器件和脈沖寬度調制PWM（Pulse Width Modulation）技術的基于電壓源型換流器的高壓直流輸電VSC-HVDC（Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current）具有不需要無功補償設備、可實現有功和無功功率的獨立控制、輸出電流波形質量較好、不存在換相失敗問題等優點，自出現以來就得到了迅速的發展［1］。與電網換相高壓直流輸電LCC-HVDC（Line-Commutated Converter based HVDC）相比，VSC-HVDC在海上風電并網、向偏遠地區供電以及構筑城市直流配電網等領域具有較大的優勢［2-3］。

對于電網電壓對稱時VSC-HVDC控制策略的研究較為成熟，本文重點關注電網電壓出現嚴重不對稱時VSC-HVDC的控制策略。早期針對電壓不對稱下控制策略的研究，主要集中在電流內環的控制。文獻［4］利用雙dq旋轉坐標變換將正、負序電流轉化為直流量，然后采用4個比例積分PI（Proportional Integral）調節器進行控制。文獻［5-6］在αβ坐標系下采用2個比例諧振 PR（Proportional Resonant）調節器對正、負序電流實現統一控制。上述控制策略由功率外環和電流內環組成，控制結構復雜，并且需要整定PI或PR參數。文獻［7］給出了功率預測模型，提出了預測無差拍直接功率控制策略，其省略了電流內環，實現了對有功、無功的直接控制。但傳統的功率控制策略在電網電壓不對稱時會產生諧波電流，引起電能質量問題。為了克服上述缺點，文獻［8-9］提出了功率補償策略。……