高压直流输电SSDC的设计及定电流控制器PI参数优化的综述报告.docx

高压直流输电SSDC的设计及定电流控制器PI参数优化的综述报告
一、设计
直流输电技术已成为当前电网建设的热门技术之一，高压直流输电（SSDC）是其中的一种。SSDC系统具有可靠性高、传输距离远的特点，在大规模跨区域输电、将清洁能源投入普遍应用等方面拥有广泛应用前景。
SSDC的设计基本上是以采用VSC为原则的双向换流器为核心，其原理如下：
在输电线路上，电源侧和负载侧分别有一个换流器，用于将交流电转化成电压和电流均为直流的信号，并通过直流电缆或电极线进行输送。在换流器内部，通过切换半导体开关的方式，控制输出直流电压的大小和极性。此外，通过外加支路电感电容进行无功控制，使得直流线路电压保持稳定。在直流电能到达负载侧的时候，直流电能需要通过负载侧的换流器进行反向变换，将直流电信号转变为交流电信号，在负载接口中实现汇入市电操作。
在整个设计过程中，需要考虑到以下几个方面：电缆传输损失、交流滤波器的选择、两端无功控制以及定电流控制等等，下面将详细介绍其中的一些内容。
1.电缆传输损失
电缆传输损失是高压直流输电设计需要考虑的一个很关键的因素。电缆传输损失将在相应的距离范围内。广泛采用的高压直流输电中，电缆传输损失在直流电压660V到800V的范围内。在较远的距离内，电缆传输损失越大，需要的直流电压等级就越高。
2.滤波器
对于SSDC设计而言，交流滤波器是必不可少的。采用交流滤波器主要是在直流线路中滤除交流成分，以使得输出电压尽可能的保持稳定。具体实现时，通过控制交流滤波器的参数，可以有效地消除交流成分的波形。
3.两端无功控制
两端无功控制在SSDC中具有相当的重要性。通过两端无功控制，可以使得直流电压尽可能的保持稳定，从而提高整个SSDC系统的稳定性和可靠性。无功控制具体实现时，可以采用线性控制、非线性控制或者混合控制等方法。
二、PI参数优化
PI控制器在整个SSDC系统中所起到的作用不可谓不大，PI控制器的优化就可以直接影响到整个系统的性能。PI控制器设置中，比较常用的方法为手动或者自动设置。手动设置方法较为简单，但是需要多次实验来确定参数，所以效率较低。自动设置方法就可以采用Matlab等软件进行运算，极大地提高了设计效率。
在PI控制器优化中，需要考虑到以下因素：
1.系统的动态响应
优化PI控制器参数时，首先需要考虑系统的动态响应，例如时间常数等。时间常数较小可使系统持续时间短，但容易引起系统震荡；时间常数较大可以提高系统的稳定性，但是响应较慢。综合考虑这些因素，可以确定最优的时间常数。
2.控制器增益比
考虑到系统动态响应的同时，还需要考虑控制器的增益比，以保证系统输出响应的快速性。增益比较高，可以使得系统输出响应的更为迅速，但也对系统的稳定性产生一定的影响。因此，在增益比的选择上也需要进行一定的权衡。
综上所述，高压直流输电SSDC的设计及定电流控制器PI参数优化的综述报告，在构建整个SSDC系统时，需要考虑到多个因素的影响，比如电缆传输损失、滤波器参数的设置等等。同时，在优化PI控制器参数时，需要综合考虑系统动态响应和控制器增益比的影响，以保证整个系统的性能。