文中针对模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的高压直流输电(High-voltage direct current)系统的变流站级控制,提出一种电网不平衡电压下基于端口受控耗散哈密尔顿(Port-controlled Hamiltonian with Dissipation,P...文中针对模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的高压直流输电(High-voltage direct current)系统的变流站级控制,提出一种电网不平衡电压下基于端口受控耗散哈密尔顿(Port-controlled Hamiltonian with Dissipation,PCHD)模型的无源策略(Passivity-based Control,PBC)。文中针对系统的数学模型,通过功率表达式,得出三种控制目标,针对每种控制目标得出相应的电流参考量;通过基于PCHD模型的无源控制理论,推导出系统能量函数和相应的无源控制器;针对三相不平衡电网中产生的负序分量的情况,文中系统加入正负序分离思想,进一步提高了系统的控制精度;通过Matlab/Simulink仿真平台,搭建了不平衡电网电压下的MMC-HVDC系统,并在三种控制目标下验证了所提控制策略的有效性和优越性。展开更多
为了提高二次型Boost变换器的性能,根据二次型Boost变换器的拓扑结构,建立了基于端口受控耗散哈密顿(port controlled hamiltonian with dissipation,PCHD)模型,提出了无源控制和PI控制相结合的无源混合控制策略。基于PCHD模型,采用互...为了提高二次型Boost变换器的性能,根据二次型Boost变换器的拓扑结构,建立了基于端口受控耗散哈密顿(port controlled hamiltonian with dissipation,PCHD)模型,提出了无源控制和PI控制相结合的无源混合控制策略。基于PCHD模型,采用互联和阻尼配置方法,设计了无源电流控制器;为了消除系统稳态误差,设计了电压外环PI控制器以提供无源电流控制器期望电流给定。仿真结果表明,无源混合控制的二次型Boost变换器有良好的静态和动态性能,所提的控制策略是可行的。展开更多
Concentrated integration of large scale wind power demands stronger robustness of VSC-HVDC transmission. Based on PCHD (Port Controled Hamiltonian with Dissipation) equation, the PCHD model of voltage source converter...Concentrated integration of large scale wind power demands stronger robustness of VSC-HVDC transmission. Based on PCHD (Port Controled Hamiltonian with Dissipation) equation, the PCHD model of voltage source converter (VSC) in abc frame and d-q rotating frame are built and the strict passivity of VSC is proved. Desired energy function is constructed and used as Lyapunov function by assigning link matrix and damping matrix. Impact from VSC equivalent dc resistance is eliminated by additional damping matrix. The IDA-PB (Interconnection and Damping Assignment Passivity-based) controller is designed based on desired equilibrium point and state variable. With different operation conditions, VSC-HVDC and its control system are simulated by software PSCAD/EMTDC, the results show the proposed control strategy has good performance and strong robustness.展开更多
模块化多电平变换器(modulemultilevelconverter,MMC)由于其模块化、灵活性的特点,与传统的两电平、三电平变流器拓扑相比具有功率等级高、谐波畸变小、开关损耗低等显著优点,因此在拥有高功率密度的超导磁储能(superconducting magneti...模块化多电平变换器(modulemultilevelconverter,MMC)由于其模块化、灵活性的特点,与传统的两电平、三电平变流器拓扑相比具有功率等级高、谐波畸变小、开关损耗低等显著优点,因此在拥有高功率密度的超导磁储能(superconducting magnetic energy storage,SMES)系统中拥有广阔的应用前景。提出了基于MMC的SMES新型拓扑结构及其无源控制策略,可有效提高受控系统的输出电能质量和动态特性。首先,建立了MMC-SMES的数学模型及其端口受控耗散哈密尔顿模型;其次,针对其运行过程中的非线性特性,通过考虑受控系统的内外部互联结构,设计了MMCSMES的无源控制策略;然后,针对MMC运行中存在的均压和环流问题,分别采用了子模块电容电压的分级式均压控制和负序二倍频坐标变换下的相间解耦控制;最后,仿真结果验证了所提出的MMC-SMES新型拓扑及其无源控制策略的有效性。展开更多
文摘文中针对模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的高压直流输电(High-voltage direct current)系统的变流站级控制,提出一种电网不平衡电压下基于端口受控耗散哈密尔顿(Port-controlled Hamiltonian with Dissipation,PCHD)模型的无源策略(Passivity-based Control,PBC)。文中针对系统的数学模型,通过功率表达式,得出三种控制目标,针对每种控制目标得出相应的电流参考量;通过基于PCHD模型的无源控制理论,推导出系统能量函数和相应的无源控制器;针对三相不平衡电网中产生的负序分量的情况,文中系统加入正负序分离思想,进一步提高了系统的控制精度;通过Matlab/Simulink仿真平台,搭建了不平衡电网电压下的MMC-HVDC系统,并在三种控制目标下验证了所提控制策略的有效性和优越性。
文摘为了提高二次型Boost变换器的性能,根据二次型Boost变换器的拓扑结构,建立了基于端口受控耗散哈密顿(port controlled hamiltonian with dissipation,PCHD)模型,提出了无源控制和PI控制相结合的无源混合控制策略。基于PCHD模型,采用互联和阻尼配置方法,设计了无源电流控制器;为了消除系统稳态误差,设计了电压外环PI控制器以提供无源电流控制器期望电流给定。仿真结果表明,无源混合控制的二次型Boost变换器有良好的静态和动态性能,所提的控制策略是可行的。
文摘Concentrated integration of large scale wind power demands stronger robustness of VSC-HVDC transmission. Based on PCHD (Port Controled Hamiltonian with Dissipation) equation, the PCHD model of voltage source converter (VSC) in abc frame and d-q rotating frame are built and the strict passivity of VSC is proved. Desired energy function is constructed and used as Lyapunov function by assigning link matrix and damping matrix. Impact from VSC equivalent dc resistance is eliminated by additional damping matrix. The IDA-PB (Interconnection and Damping Assignment Passivity-based) controller is designed based on desired equilibrium point and state variable. With different operation conditions, VSC-HVDC and its control system are simulated by software PSCAD/EMTDC, the results show the proposed control strategy has good performance and strong robustness.
文摘模块化多电平变换器(modulemultilevelconverter,MMC)由于其模块化、灵活性的特点,与传统的两电平、三电平变流器拓扑相比具有功率等级高、谐波畸变小、开关损耗低等显著优点,因此在拥有高功率密度的超导磁储能(superconducting magnetic energy storage,SMES)系统中拥有广阔的应用前景。提出了基于MMC的SMES新型拓扑结构及其无源控制策略,可有效提高受控系统的输出电能质量和动态特性。首先,建立了MMC-SMES的数学模型及其端口受控耗散哈密尔顿模型;其次,针对其运行过程中的非线性特性,通过考虑受控系统的内外部互联结构,设计了MMCSMES的无源控制策略;然后,针对MMC运行中存在的均压和环流问题,分别采用了子模块电容电压的分级式均压控制和负序二倍频坐标变换下的相间解耦控制;最后,仿真结果验证了所提出的MMC-SMES新型拓扑及其无源控制策略的有效性。
