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1、第 33 卷 第 4 期电网技术Vol.33 No.4 2009 年 2 月Power System Technology Feb.2009 文章编号：1000-3673（2009）04-0022-06 中图分类号：TM761；TM721.1 文献标志码：A 学科代码：470?4047多端柔性直流输电系统在风电场中的应用吴俊宏，艾芊(上海交通大学电气工程系，上海市徐汇区 200030)Research on Multiterminal VSC-HVDC System for Wind-Farms WU Jun-hong，AI Qian（Department of Electrical Engi
2、neering，Shanghai Jiaotong University，Xuhui District，Shanghai 200030，China）ABSTRACT:The voltage source converter(VSC)based multiterminal VSC-HVDC power transmission system(VSC-MTDC)is an ideal approach to connect wind farm with power grid.Analyzing the output characteristics of wind farm equipped wit
3、h doubly fed induction generators as well as the basic principle and control strategy of VSC-MTDC,a multiterminal DC voltage control strategy suitable to wind farm connected with VSC-MTDC is proposed.By use of PSCAD/EMTDC,the proposed control strategy is simulated,and simulation results show that us
4、ing the proposed control strategy the conversion between constant power control mode and constant DC voltage control mode can be automatically implemented,thus the DC voltage stability control and reliable power output of wind farm can be ensured after the fault-caused outage of converter station co
5、ntrolled by constant DC voltage and under other faults.KEY WORDS:voltage source converter；multi-terminal HVDC；wind-farm；multipoint DC voltage control 摘要：基于电压源型换流器(voltage source converter，VSC)的多端直流输电系统(VSC-MTDC)是理想的风力发电与电网联接的输电方式。分析基于双馈感应发电机的风电场输出特性以及 VSC-MTDC 的基本原理与控制方法，提出适用于风电场的 VSC-MTDC 系统的多点直流电压
6、控制策略。利用PSCAD/EMTDC对该控制方法进行仿真，结果表明，该控制方法能实现定功率与定直流电压控制模式间的自动转换，确保定直流电压控制的换流站故障退出以及其他故障后直流电压的稳定控制与风电场的可靠输出。关键词：电压源型换流器；多端高压直流输电；风电场；多点直流电压控制0 引言作为可再生能源，风力发电以其可开发容量大、清洁等优点成为电力系统中增长最快的能源。截至2007 年底，我国大陆已建成风电场158个，累计安装风电机组6 469 台，装机容量达到5 906 MW。但随着系统中风电场装机容量的不断增加，交流并网的风电场对电网稳定和电能质量的影响也越来越严重1-4。随着电力电子技术的迅猛
7、发展以及轻型直流输电技术或电压源换流器高压直流输电技术(VSC-HVDC)的出现，人们开始研究基于VSC-HVDC的风力发电场并网技术。文献5-6指出基于VSC-HVDC 的风力发电场并网技术既能解决并网风力发电场对电网稳定安全性、电能质量方面的负面影响，还能显著提高并网风力发电场的输送容量和风电场的最大接入容量，灵活实现风电潮流的控制7。因此，轻型直流输电技术可较好地符合风力发电的特点并完成输送风电到电网的输电方式8-9。轻型直流输电系统一端VSC 故障退出，以单端连接的风电场将退出运行。而基于VSC 的多端直 流 输 电 系 统(voltage source converter-multi
8、-terminal HVDC，VSC-MTDC)既能够解决该问题，还具有多端系统特有的经济、灵活、可靠等特点，更适用于分布式发电以及电力市场等领域。由于其在运行灵活性、可靠性等方面比VSC-HVDC更具有技术优势10-17，VSC-MTDC更能保证风电场的可靠输出以及无源网络的本地负荷供电。目前，VSC-MTDC仍处于理论研究和模拟实验阶段，提出的控制方式多为带电压下降特性的控制方式10和主从式控制方式18-19，但前者直流电压控制质量差，对于单个换流器无法实现定有功控制，而后者基金项目：国家 863 高技术基金项目(2007AA05Z458)；上海市自然科学基金项目(08ZR1409700)
9、；上海市白玉兰科技人才基金项目(2008B068)。The National High Technology Research and Development Program ofChina(863 Programme)(2007AA05Z458);Natural Science Foundation ofShanghai of China(08ZR1409700);Shanghai S&T DevelopmentFoundation(2008B068)第 33 卷 第 4 期电网技术 23 虽然直流电压调节和功率控制等性能都具有很好的刚性，但它需具备上层控制模块和高速的通信条件，且系统的运行
10、可靠性并不高20，不适用于长距离输电的风电并网系统。文献20-21 提出的基于直流电压偏差控制的多点直流电压控制方式，其实质是若直流电压偏差过大，备用VSC 由定功率控制转为定直流电压控制，以维持VSC-MTDC系统的稳定性，该控制方法不需通信，但采用基于直流偏差控制的功率控制器要同时进行高低直流电压的调节，控制器稍显冗余和复杂。通过以上分析，为提高VSC-MTDC系统运行的可靠性，本文提出适用于风电场并网连接的基于直流电压偏差控制的多点直流电压控制方式，该控制方式无需通信、简单可靠，能保证定直流电压控制的换流站故障退出后，VSC-MTDC系统能继续维持有功的平衡和直流电压的稳定，确保风电场的
11、可靠输出。最后，利用PSCAD/EMTDC对该控制方式进行仿真分析，结果验证了该控制方法的有效性，表明其适用于风电场与电网的并网连接。1 风电场输出特性目前风力发电发展方向是变速恒频技术22-23。变速恒频技术从结构和运行方面可分为直接驱动的同步发电机系统和双馈感应发电机系统(double feed induction generator，DFIG)。变速恒频风力发电机组能实现发电机转速与电网频率的解耦，降低风力发电与电网之间的相互影响。特别是 DFIG，它不仅改善了风电机组的运行性能，且降低了变频器的容量，已成为今后风力发电设备的主要选择。因此，本文以 DFIG 的输出特性作为风电场的输出特
12、性，并以此研究其与 VSC-MTDC 系统的协调控制关系。DFIG通过变频器改变输入转子的励磁电流频率，以改变转子磁场的旋转速度，从而在转速变化时维持输出电压频率的恒定。目前，DFIG的控制方式常为定输出功率控制。DFIG运行在单位功率因数下，有功功率的不平衡将导致风电场母线上的电压波动，破坏系统的稳定，VSC-MTDC的任务是瞬时将风电场发出的功率传输出去，并保证风电场母线电压的稳定。因此风电场侧换流器的控制目标是定交流电压和定交流侧有功功率。本文研究的风电场并网及VSC-MTDC系统结构如图1 所示：各风力发电机定子侧汇集到一条母线，再连接到ACDCACDC电网电网换流器 1换流器 3换流
13、器 4换流器 2Us1Uc1Idc1Idc2 Idc4 Idc3AC DC AC DC Uc2 Uc3Us3Uc4 Us4 Us2 z风电场风力机DFIG图 1与风电场连接的VSC-MTDC结构Fig.1 Configuration of VSC-MTDC with wind-farm VSC-MTDC 系统，图中ciU、siU、dciI(i=1、2、3、4)分别为换流器输出电压与交流母线电压基波分量以及各换流器直流侧电流。2 适用于风电场的 VSC-MTDC 系统及其控制策略2.1 适用于风电场的换流站控制器如图 1 所示，该系统不仅能保证风电场的可靠输出，也能保证对本地负荷的稳定供电。图1
14、 中换流器 1 和换流器3 与电网相连接，换流器2 与风电场相连接，换流器4 连接无源网络，为本地负荷供电。该系统与两端VSC-HVDC系统相比，更加灵活可靠，经济性也得到提高。根据前文所述，与风电场连接的换流器(VSC2)采取定有功功率与定交流电压控制策略，与无源网络连接的换流器(VSC4)采取定交流电压控制策略，与电网连接的换流器(VSC1 和 VSC3)采用多点直流电压控制方法，即分别采用定直流电压控制策略与基于直流偏差控制的功率控制策略。本文借鉴文献24 提出的控制方法，设计了针对以上各换流器的控制策略。基于逆系统方法设计的有功无功独立调节控制系统与直流电压控制系统可简化如图2 和图
15、3 所示，图2 中虚框内是逆系统方法计算过程。图中：srefP、srefQ、drefE分别为有功、无功以及直流电压的参考指令值；sP、sQ、dE 分别为 VSC 输出有功、无功及VSC 直流侧电压测量值，它们的PI式(2)式(3)式(4)式(5)PI限幅限幅dM触发PWM触发脉冲产生模块信号BdUd?A?BQsPsPsrefQsrefUs逆系统方法计算+_+A+_图 2有功无功独立控制框图Fig.2 Structure of PQ control system 文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K
16、7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD
17、7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K
18、7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD
19、7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K
20、7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD
21、7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K
22、7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E624 吴俊宏等：多端柔性直流输电系统在风电场中的应用Vol.33 No.4 PIPIPI逆系统方法计算+_Ps Qs Qsref Psref Pd Ud Id Udc 2?Pdc UdcIddMUdcref 2 图 3 定直流电压控制系统Fig.3 System for constant DC voltage control 差值通过比例 积分环节(PI)进行调节；M、d 分别为脉宽调制深度与相角差；A、B 为中间变量。其主要计算公式如式(1)(5)所示。本文忽略换流器损耗，dcP?为流入
23、直流侧电容的有功功率。sdddcPE IP=+?(1)2ssscosU YQAU Y-=(2)2ssssinPU YBU Y-=(3)arctan(),0,0arctan(),0,0arctan(),0BABABdABABAA?+-?(4)d2cos()AMU=-(5)2.2 电网端基于直流电压偏差的多点直流电压控制器VSC1 采用定直流电压控制策略，其控制方法见图 3，负责维持有功功率的平衡和直流电压的稳定。当 VSC-MTDC 系统有功不足时，VSC1 由电网向直流网络输送有功，此时，VSC1 故障退出，系统有功不足，直流电压下降；当VSC-MTDC系统有功过剩时，VSC1 向电网输出有功
24、，此时，若 VSC1故障退出，系统有功过剩，直流电压上升。为提高VSC-MTDC系统直流电压控制的可靠性，本文除在VSC1 中采用定直流电压控制以外，将直流电压偏压控制引入到VSC3，即构成基于直流电压偏差控制的多点直流电压控制策略。其基本原理是：VSC3 在 VSC1 正常工作状态下，处于功率独立控制状态，一旦VSC1 故障退出，检测直流电压，当其超过允许范围时，自动由定功率控制转化为定直流电压控制，代替VSC1 实现有功功率的平衡和维持直流电压的恒定，控制系统如图4 所示。该控制系统包括2 个控制器，分别实现定直流定直流电压控制系统EdrefHQsrefPWMd1M1Ps_+QsPIEd状
25、态判断EdrefLEd逆系统 方法计算Psref+Psd2M2状态判断dMEdrefPI_图 4基于直流偏差控制的功率控制器结构Fig.4 Block diagram of the DC voltage error method based on multi-point DC voltage control电压与定功率控制(如图 2、图 3 控制器)。其中定直流电压控制器的直流电压参考值通过状态判断选定，当VSC1 故障退出后，若VSC1 故障前是向电网输送有功，直流电压将上升，反之，直流电压将下降。一旦直流电压超过VSC3 设定的直流电压参考高值drefHE(或低于直流电压参考低值drefL
26、E)，VSC3 直流电压参考值drefE便固定在参考高值(或参考低值)不再改变，同时，该换流器由定功率控制模式转为定直流电压控制模式。2.3 风电场端定有功与交流电压控制器如前文所述，为保证瞬时将风电场发出的功率传输出去，并维持风电场母线电压的稳定，与风电场连接的 VSC2 必须采用定有功功率与定交流电压控制策略，借助图2 的功率独立控制系统，设计的定有功功率与定交流电压控制器如图5 所示。其中无功指令输入值为交流电压偏差PI 调节量与无功测量值之和。图中：sU 为实际测量交流母线电压值；srefU为交流母线参考电压指令值。逆系统 方法计算PsrefQsrefPWMdMPsPI UsrefPI
27、Us+Qs+_-图 5定有功功率与定交流电压控制系统Fig.5 System for constant active power and constant AC voltage Control 2.4 无源网络定交流电压控制器VSC-MTDC系统向无源网络供电，为获得对称的正弦交流电压，必须采用定交流电压控制，设计的定交流电压控制器如图6 所示，其中：有功的指令参考值输入为实际测得的有功值，无功指令输入值为交流电压偏差PI 调节量与无功测量值之和。文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6
28、Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4
29、P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6
30、Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4
31、P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6
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33、P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6
34、Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6第 33 卷 第 4 期电网技术 25 逆系统 方法计算PsrefQsrefPWMd MUsrefPIUs+Qs+_ 图 6定交流电压控制系统Fig.6 System for constant AC voltage control 该控制系统只包含1 个 PI 控制器。3 仿真分析为验证该控制策略的可靠性以及VSC-MTDC在风电场中的适用性，利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立如图1 所示的系统模型，各换流器的控制方法如前所述。系统的基准功率取100MVA，基准电压取62.5 kV，VSC1 的直流
35、电压指令值drefE取120kV，VSC3 的高低直流电压指令值drefHE、drefLE分别为 130 kV 与 110 kV，风电场母线电压指令值为 0.8 pu，无源网络交流母线电压指令值为1 pu，开关频率都设定为1 650 Hz。仿真结果中，不同图的纵坐标电气量sds,nnnUEP(4,3,2,1=n)依次代表各 VSC 连接母线处交流电压、VSC 直流端电压和VSC 注入 VSC-MTDC 系统有功功率，单位分别为pu，kV，MW。1）模拟风速变化以及风机投切造成的风电场输出有功的波动，即在1 s 时，VSC2 输送到VSC-MTDC 系统的有功由50MW 上升为 100MW，结果
36、如图 7 所示(图中 Us4为无源网络电压，Us2为风电场母线电压)。由结果可知，该控制器能较好地跟踪风电场有功输出的变化，及时将风电场发出的有功传输出去，并能有效保证交流电压及系统的稳定。2）故障前s3P=300 MW，s1P=-100MW，即 VSC1由直流网络向电网输送有功。1s时 VSC1 故障退出，0.50 1.50 2.50 3.50 0 100 200 t/sPsref2Ps2(a)VSC2有功功率Psn/MW0.50 1.50 2.50 3.50 t/s(b)VSC2 与 VSC4 交流母线电压0.00 0.40 0.80 1.20 Us4Usref4Usref2Us2Usn/
37、pu0.50 1.50 2.50 3.50 t/s(c)各换流器直流电压0 40 80 120 Edn/kVEd1Ed3Ed2Ed4图 7风电场功率波动结果Fig.7 Variation of active power in wind-farm 直流电压上升，VSC3 由定功率模式自动转为定直流电压模式，并将直流电压控制在130kV，结果如图 8所示。由图可知，VSC1 故障退出后，直流电压仍能维持恒定，风电场有功输出及其母线电压稳定不变。3）故障前s3P=200MW，s1P=150MW，即 VSC1由电网向直流网络输送有功。1s 时 VSC1 故障退出，直流电压下降，VSC3 由定功率模式自
38、动转为定直流电压模式，并将直流电压控制在110kV，结果如图 9所示。由图可知，VSC1 故障退出后，直流电压仍能维持恒定，风电场有功输出及其母线电压稳定不变。4）风电场母线发生A 相短路故障100ms 后故障自动消除，其结果如图10 所示。可以看出，故0.801.201.60 2.00 2.40(a)VSC1,VSC2,VSC3 有功功率t/s Ps3Ps2Ps10400800Psn/MW0.801.201.60 2.00 2.40t/s Ed3Ed1Ed2Ed4100120140160Edn/kV0.801.201.60 2.00 2.40t/s-2.01.02.00.0-1.0Usn/p
39、uUs4Usref4Usref2Us2(b)各换流器直流电压(c)VSC2 与 VSC4 交流母线电压图 8 VSC1向直流网络吸收有功的工作状态下退出运行Fig.8 Permanent loss of VSC1 under condition of absorbing active power from DC side 1.001.502.00 2.50 3.00t/s(a)VSC1,VSC2 和 VSC3 有功功率Ps3Ps2Ps10200400600Psn/MWEd3Ed4Ed2Ed11.001.502.00 3.00t/s 2.50 90110130Edn/kV(b)各换流器直流电压1
40、.001.502.00 3.002.50 t/s 0.000.400.801.20Usn/pu(c)VSC2 与 VSC4 交流母线电压Us2Us4Usref4Usref2图 9 VS1向直流网络注入有功的工作状态下退出运行Fig.9 Permanent loss of VSC1 under condition of injecting active power into DC side 文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8
41、C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码
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43、C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码
44、:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8
45、C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码
46、:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8C7K7 ZG1C6Y2E5E6文档编码:CD7T2W4E4P9 HG6C3R8
47、C7K7 ZG1C6Y2E5E626 吴俊宏等：多端柔性直流输电系统在风电场中的应用Vol.33 No.4 Ps1Ps3Ps2(a)VSC1,VSC2 和 VSC3 有功功率(b)各换流器直流电压1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.504.00 t/s 0 200 400 600 Psn/MWEd1Ed4Ed3Ed2100 120 140 Edn/kV4.50t/s 图 10风电场母线发生单相短路故障Fig.10 A single line-to-ground fault on the AC bu
48、s of the wind-farm 障期间仍能保证VSC-MTDC系统直流电压的稳定性，故障消失后，该系统能迅速恢复到故障前状态。4 结论采用基于直流电压偏压控制的多点直流电压控制策略的VSC-MTDC系统，能根据运行情况自动切换运行模式，无需通信，控制简单，大大提高了其运行的可靠性与经济性，适用于风电场与电网的连接。当其他换流站或交流网络出现大扰动故障时，并不影响风电场母线的电压稳定以及风电场的可靠输出。因此，采用该控制策略的VSC-MTDC在设计风电并网方案以及向重要负荷供电时具有现实的参考价值，且非常适合分布式电源的连接和并网。本文的下一步研究重点是控制策略优化与各换流器间的协调控制。
49、参考文献1 雷亚洲与风电并网相关的研究课题J电力系统自动化，2003，27(8)：84-89Lei Yazhou Studies on wind farm integration into power system JAutomation of Electric Power Systems，2003，27(8)：84-89(in Chinese)2 魏晓光，汤广福，魏晓云，等VSC-HVDC 控制器抑制风电场电压波动的研究 J电工技术学报，2007，22(4)：150-157Wei Xiaoguang，Tang Guangfu，Wei Xiaoyun，et al Study of VSC-HV
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