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基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)以其有别于传统直流输电的优势,诸如有功无功独立可控、潮流翻转方便快捷、可向无源网络供电等优点,日趋成为近年来学术和工程领域研究的热点问题。本文主要研究VSC-HVDC数字控制器的设计。 本文在分析VSC-HVDC的工作原理的基础上,建立了VSC-HVDC系统的数学模型,确立了控制系统的结构,设计了电流内环无差拍数字控制器、功率和电压外环数字PI调节器。应用PSCAD/EMTDC仿真软件,分别搭建了联接有源网络和向无源网络供电的VSC-HVDC仿真模型。对两端联接有源网络的VSC-HVDC系统进行了系统稳态运行、有功无功独立可控、潮流逆转及三相故障仿真;对向无源网络供电的VSC-HVDC系统进行了稳态运行、负载突变和三相短路故障仿真。仿真结果表明,所设计的控制器是正确可行的,电流内环无差拍控制器具有良好的暂态性能,无源逆变器所用限流功能是有效的。 开发了容量为50kVA以DSPTMS320LF2407为控制核心的VSC-HVDC实验系统,设计了控制器的应用软件,开展了启停实验、无源负荷突变实验和无功补偿实验,验证了控制算法的正确性和有效性。