式中 Pdcref为直流功率的给定值;Td为直流系统的等效时间常数;Pmod为直流系统的控制量。旨在改善交直流输电系统大干扰稳定性的HVDC系统非线性调制控制规律为
式中 下标1、2分别代表整流侧和逆变侧;w12为相对旋转角速度;D1、D2为阻尼系数;TJ1、TJ2为发电机转子惯性时间常数,推导中假设
。对于天广直流整流侧的贵州、云南电网和逆变侧的广东电网,设Wk为发电机动能、SB为机组容量,由 近似求取惯性时间常数作为等值系统的TJ1和TJ2,取TJ1=
6.0、TJ2=6.1, 取时
间常数Td=0.006。将以上各值代入式(2)得到关于天广直流输送功率参考值的一个调制量,如式(3)所示,通过调节直流线路输送的有功功率可提高交直流混联系统的稳定性。
5 仿真结果的对比分析 在采用非线性调制功能的情况下对天广交直流混联系统进行了时域仿真实验。图8为天生桥—平果交流双回线路中的一回线路在天生桥侧发生三相短路故障后天二水电站的发电机功角摇摆曲线,由图可见,在这种故障情况下,采用非线性调制与采用双侧频率功率调制在降低第1摆的幅值方面效果几乎相当。图9为仿真计算得到的云南罗平—天生桥换流站220kV交流线路在天生桥侧发生三相对地短路故障后天二水电站的发电机功角摇摆曲线。在这种故障情况下,采用双侧频率功率调制降低第1摆曲线幅值的效果比采用非线性调制的略好,它还降低了发电机功角后续摇摆的摇摆幅度。 上述现象与其他十余种故障情况的仿真结果有相似之处,即在广西境内并联的天广交流系统发生故障时采用非线性调制比采用双侧频率功率调制的效果略好,而在贵州、云南、广东境内发生故障时采用双侧频率功率调制比采用非线性调制的效果略好,但总的看来,两者在减少第1摇摆稳定峰值方面的效果基本一样。上述现象可解释
为:由于天广交直流系统自身固有的复杂性,非线性调制控制规律式(3)的推导及应用过程中难免存在一些问题。首先,式(3)是根据等值交直流并列运行两机输电系统推导而来的,将其应用于天广交直流系统存在模型上的偏差;其次,将与其并列运行的交流系统(如广西电网)简单视为一回交流线路也是不准确的;再次,采用精确线性化方法设计控制器时,要求已知被控对象的数学模型,并保持其参数不变,控制对象的参数改变时,由原始系统参数得到的控制规律的鲁棒性便会变差。总之,模型等值的准确性影响了非线性控制器的效果,这一问题还需在以后进一步深入地研究。 |