多端口线间直流潮流控制器模型预测控制策略

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.07.010

摘要/Abstract

摘要：

为解决柔性直流电网中存在潮流控制自由度不足等问题,并提高动态性能,提出了一种多端口线间直流潮流控制器(MI-PFC)的模型预测控制策略。首先,对含有MI-PFC的多端直流电网进行离散化数学建模;其次设计代价函数与权重因子并通过子模块排序算法和调制策略来完成控制;最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台验证所提模型预测控制策略的控制性能。最终证明所提控制策略具有动态性能强、多目标控制、结构简单等优点。

关键词: 直流潮流控制器, 模型预测控制, 模块化多电平换流器, 控制策略, 动态性能

Abstract:

In order to solve the problem of insufficient freedom of power flow control in flexible DC power grid and improve dynamic performance,a model predictive control strategy for multi-port interline power flow controller (MI-PFC) is proposed.Firstly,the mathematical modeling of the multi-port DC network containing MI-PFC is discretized.Secondly,the cost function and weight factor are designed and the control is accomplished by sub-module ranking algorithm and modulation strategy.Finally,the control performance of the proposed model predictive control strategy is verified by MATLAB/Simulink simulation platform.The final proof shows that the proposed control strategy has advantages such as strong dynamic performance,multi-objective control,and simple structure.

Key words: DC power flow controller, model predictive control, modular multilevel converter, control strategy, dynamic performance

中图分类号:

TM744.2

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图/表 13

图1

图2

图3

图4

表1

工况1控制参数

换流站序号	$U M i D C$ / kV	$U M i A C$ / kV	θ_i/(°)
i=1	-1.29	4.129	0
i=2	-0.79	4.629	19
i=3	1.21	-4.209	71

表1

图5

图6

图7

表2

工况2控制参数

换流站序号	$U M i D C$ / kV	$U M i A C$ / kV	θ_i/(°)
i=1	2	-6.614	0
i=2	-2.5	-6.114	124
i=3	-3	-5.614	103

表2

图8

图9

图10

表3

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	通态损耗/MW	开关损耗/MW	总损耗/MW	平均温度/°F
IGBT	0.034 8	0.364 0	0.398 8	86.56
二极管	0.037 2	0.026 6	0.063 8	80.15