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V01．35．No．8
期甬大学学报(自然科学腹)
2 0 0
8年8月
Journal of Hunan
Sciences)
00 8
Aug．2
University(Natural
文章编号：1674．2974(2008)08．0038．05
VSC—HVDC输电系统的非线性控制器设计+
超
彭建春，金灵满’，曾
(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)
摘要：在分析基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC．HVDC)的非线性模型的
基础上，运用非线性系统控制理论的状态反馈和坐标变换方法，将系统的非线性模型转化为
完全能控的线性模型．再根据线性系统的最优控制理论得出了系统的最优控制规律．在此基
础上设计了系统的非线性控制器．对所提出的非线性控制器和传统的PI控制器分别进行了
计算机仿真研究．结果表明：在VSCHVDC系统遭受扰动或故障后，所设计的非线性控制器
比传统的PI控制器能更快更好地使系统恢复到正常状态，有效改善了系统的动态性能．
关键词：状态反馈；最优控制；非线性控制器；PI控制器；电压源换流器
中图分类号：TM571．2
文献标识码：A
of Nonlinear Control for VSC—HVDCTransmission
Design
System
PENG
Chao
Jian—chun，JIN
Ling—man’，ZENG
of Electficfl and Information
410082．China)
(College
Engineering。Hunan Univ，Changsha．Hunan
a
nonlinear
method for
control
Abstract：This
paper presented
transmission
optimal
Voltage—Source—Converter(vsc)in
model for the
HVDC
nonlinear
Direct Cur—
High Voltage
light power
systems．First，the
based VSCwas converted to
dynamic
and
state feedback
using
rent transmission
systems
coordinate transformation in nonlinear
a
controllable 1inear model
nonlinear
fully
control
control was de—
strategy
system
theory．Then，a
optimal
on the
control
of linear
new nonlinear controller was
tested and
controller were
for
designed
rived，based
optimal
theory
systems．Finally，a
VSC-HVDC systems．The new
PI
sim—
nonlinear controller and classical
compared by
ulation．Simulation results have shown that the newnonlinear controller can restore the
to
system，when subject
the
a
disturbance or
normal state faster and better than PI controller．It has
fault，to effectively improved
dy-
namic
of VSG-HVDC
performance
systems．
control；nonlinear controller；VSC
qpntroller；PI
words：state
Key
feedback；optimal
随着电力电子技术的发展，在高压直流输电系
控制比较复杂，相关研究也相对滞后n】．目前在
VSC-HVDC系统中大多采用传统的PI控制，这对
于提高电力系统的运行性能有一定的积极作用．但
当系统的运行状态发生较大变化时，PI控制器的控
制效果将大大削弱【2】．因此如何利用现代控制技术
来提高控制器的控制性能已成为VSC-HⅥ)C系统
研究的一个重要问题∞1．基于现代控制理论。国内外
学者提出了不同的控制策略．文献[4]根据VsC内
统中采用以全控型器件为基础的电压源换流器
Source
(Voltage
Converter，VSC)已成为可能．以
VSC为基础的高压直流输电(vSGHVDC)工程自
1997年试验成功以来，在国外已有多个工程已投入
运行或即将投入运行，但国内还没有此类工程的相
关报道．与传统直流输电技术相比，VSC-HVDC在
运行灵活性和可靠性方面具有明显优势，但其运行
· 收稿日期：2007-12-22
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50677015)
作者简介：彭建春(1964一)。男，湖南常德人，湖南大学教授，博士生导师
t通讯联系人．E-nufil：jirdingman@163．c．om
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