VSC-HVDC连续时间状态空间模型：控制策略与仿真验证

本文主要探讨了VSC-HVDC（电压源型换流器-高压直流输电）在连续时间状态空间框架下的建模与控制策略研究。作者尹明、李庚银等人在dq同步旋转坐标系下，针对VSC-HVDC的特性，构建了详细的数学模型。他们特别关注了VSC-HVDC在连接两个有源电力系统和为无源系统供电时的控制需求。 首先，作者通过理论推导，得出了VSC-HVDC的连续时间状态空间模型，这涉及到电压、电流和状态变量的动态交互关系。这个模型考虑了VSC-HVDC的动态行为，包括直流侧和交流侧的相互作用，以及IGBT开关的脉宽调制控制特性。这种模型对于理解和设计有效的控制算法至关重要。 在控制策略方面，文章提出了一种多输入多输出的功率控制器和直流电压控制器。控制器设计的关键在于利用前馈补偿方法，消除了换流器模型中d轴和q轴之间的耦合，从而实现了对有功功率(P)和无功功率(Q)、直流电压(Vdc)和无功功率的独立控制。这种分离控制策略提高了系统的灵活性和响应精度，能够有效地满足不同应用场景的需求。 为了验证理论分析和控制器设计的有效性，作者使用了电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行了一系列的仿真实验。实验结果显示，所设计的控制器能够快速响应各种指令，且具有良好的调节精确度，证实了控制策略的合理性。 本文的研究工作得到了高等学校博士学科点专项科研基金的支持，表明了其在学术界的重要性和实际应用价值。该研究为VSC-HVDC的控制设计提供了理论基础，有助于提升直流输电系统的性能和稳定性，对于电力系统集成和能源传输具有重要意义。