[01298034]海上风电柔性直流输电系统协调控制研究

成果属柔性直流输电与电力系统接入技术领域。适用于海上风电场等可再生能源并网和集送出、区域电网互联、城市中心负荷电力输送等场合,实现多电源输入和多落点供电,解决我国区域性可再生能源并网和消纳问题。因此,急需解决海上风电柔性直流输电系统协调控制的技术难题。创新点如下： 1、针对VSC-HVDC变流器双闭环PI调节器参数过多难以整定、对系统参数敏感,难以满足变流器强耦合、非线性控制要求的不足,设计了基于粒子群寻优方法PIDNN控制器,简化了参数整定过程,提高了系统的暂态响应性能,同时,神经网络权值基于被控系统非线性模型训练获得,更加接近真实系统;系统运行过程只有PID神经网络前向传播过程参与控制,简单、易于实现。 2、提出了一种适用于模块化多电平变流器MMC的改进多载波调制方法。根据级联模块数量设置多路三角载波,与参考信号比较产生触发脉冲序列,结合所生成的各组脉冲序列占空比依次减小的特点,以及子模块电容点电压排序结果和桥臂电流方向分配触发脉冲,控制模块电容电压,实现均压控制。解决了柔性直流输电系统电压等级较高、MMC级联子模块数量巨大、功率损耗不一致问题。 3、提出了一种适用于海上风电场并网VSC-HVDC虚拟磁链直接功率控制方法。将电网侧电源看作一个虚拟的交流“电机”,电网电压由虚拟磁链感应产生;电压和磁链间存的积分关系起到对电网电压检测数据的滤波作用,有效避免了电网电压波动对VSC-HVDC系统的影响,利于提高系统可靠性,解决了因沿岸电力系统比较薄弱,电网对风电的接入能力有限,同时易产生电压波动影响VSC-HVDC系统变流器运行等问题。 4、提出了一种适用于海上风电场柔性直流输电变流器的功率及电流控制方法。采用双闭环策略分别控制柔性直流输电系统的有功功率、风电场交流系统的电压,以及受端变流器直流侧电压、主电网接入端的无功功率;采用定频滞环电流控制策略,解决了间接电压控制法存在的动态性能差、参数敏感等问题,同时,还具有开关频率固定、便于网侧电感设计和减小了开关损耗的特点。快速、准确地控制海上风电场传输的有功功率,提高海上风电场交流系统稳定性、动态性能,以及整个直流输电系统的传输效率和电能质量。 5、提出了一种适用于多端系统的参数自适应控制设计理论与方法,通过采用自适应非线性控制系统技术改善NDAS的稳定性,基于Lyapunov稳定性理论推导出修正估计参数的自适应控制律,在系统参数不确定的情况下,能够使NDAS始终保持多端系统的安全稳定运行。 项目得到国家自然科学基金、863计划和上海市科委等资助,经过15年攻关拥有发明专利20项（授权13项,公开8项）、发表论文54篇（其中SCI24篇、EI 30篇）、出版学术著作3部。其中,10篇代表性论文SCI他引101次（平均10.1次/篇）,他引总次数206次（平均20.6次/篇）,单篇最高他引超过100次（113）;影响因子最高为6.798。