本简介介绍了一种基于Matlab环境构建的VSC-HVDC(电压源换流器高压直流输电)系统仿真模型。该模型能够有效模拟并分析VSC-HVDC系统的动态特性与控制策略,为电力系统研究提供重要工具。
描述一个200 MVA(+/- 100 kV DC)强制换向电压源转换器互连系统用于将功率从230 kV、2000 MVA、50 Hz的交流电力系统传输到另一个相同的交流电力系统。此连接采用闭合IGBT/二极管三级中性点钳位(NPC)VSC转换器作为整流器和逆变器,使用频率为基频27倍(1350 Hz)单相三角载波的正弦脉冲宽度调制技术进行切换。该站包括AC侧:降压Yg-D变压器、交流滤波器及变换器电抗;在直流侧则有电容器和直流滤波器。
40 Mvar并联交流滤波器围绕第27次谐波与54次谐波高通调谐,而转换器反应器的阻值为0.15 p.u.。变压器漏磁感抗同样设定在0.15 p.u.水平上,允许VSC输出电压相对于AC系统公共耦合点(PCC)发生相位和幅度偏移,并进一步控制变换器有功与无功功率输出。
直流电容器连接至VSC端子,影响着系统的动态特性及直流侧的电压纹波。高频阻塞滤波器被调谐到三次谐波以减少主次谐振的影响。整流器和逆变器通过75km电缆(即2π部分)以及两个8mH平滑电抗器相互连接,断路器用于在逆变器AC侧施加三相接地故障。
站1系统中利用了三相可编程电压源模块来模拟电压下降。离散控制系统产生三个正弦调制信号作为桥式电路各相参考值的输入,并通过计算这些信号的幅度和相位,可以控制PCC处无功及有功功率流或极对极直流电压。
电源系统与控制系统分别被离散化处理,采样时间Ts_Power为7.406e-6秒,而Ts_control则设定在74.06e-6秒。这些值是模型运行周期的倍数,并由MATLAB®工作空间中的“模型初始化”功能自动设置。
控制系统的详细描述可以在用户手册中找到,具体案例研究为基于VSC的HVDC链接部分。