弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)的功率解耦控制設(shè)計(jì)

邵冰冰，賈焦心

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 新能源利用與節(jié)能安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230009； 2.華北電力大學(xué) 分布式儲(chǔ)能與微網(wǎng)河北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071003)

0 引 言

隨著柔性直流(voltage source converter-based high voltage direct current，VSC-HVDC)輸電工程輸送功率的不斷增大，部分工程已經(jīng)出現(xiàn)了VSC-HVDC接入弱受端交流電網(wǎng)的特殊情況[1]。傳統(tǒng)觀點(diǎn)較為一致認(rèn)為，VSC-HVDC由于采用全控型電力電子器件，因此應(yīng)用廣泛的矢量控制(vector current, VC)能夠?qū)崿F(xiàn)功率的解耦[2]。然而，本文指出弱受端交流電網(wǎng)下，采用VC的VSC-HVDC系統(tǒng)有功、無(wú)功功率耦合效應(yīng)明顯。由于VSC-HVDC的功率耦合會(huì)影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、運(yùn)行安全性和有功、無(wú)功出力分配，因此有必要揭示弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)的功率耦合機(jī)理，并提出相應(yīng)的改進(jìn)解耦策略。

VC通常采用雙閉環(huán)比例積分(proportional integral, PI)控制結(jié)構(gòu)，由于VC設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、控制效果良好，在微網(wǎng)[3-4]、模塊化多電平換流器[5-7]和VSC-HVDC[8-11]系統(tǒng)功率控制中應(yīng)用廣泛。然而，文獻(xiàn)[12-22]指出，由于不同因素的影響，采用VC的微網(wǎng)、模塊化多電平換流器(modular multilevel converter，MMC)和VSC-HVDC系統(tǒng)均存在功率耦合問(wèn)題。

隨著國(guó)家“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”政策的高度重視和廣泛合作，電子商務(wù)在農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈上的發(fā)展將會(huì)更加深入和普及，農(nóng)副產(chǎn)品走向虛擬化市場(chǎng)，網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)將成為農(nóng)業(yè)發(fā)展重要的銷售渠道。鮮食葡萄屬漿果類，極易出現(xiàn)腐爛、褐變、干枝、掉粒等問(wèn)題，種植成熟季節(jié)性較強(qiáng)，極不易于儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)，加上種植戶及部分銷售終端缺乏冷鏈物流技術(shù)及配套設(shè)備的投入，對(duì)物流儲(chǔ)存、運(yùn)輸配送等要求極高，除了完善產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈一體化配套平臺(tái)建設(shè)，解決適銷對(duì)路、產(chǎn)銷銜接等市場(chǎng)問(wèn)題，還需專業(yè)企業(yè)參與和政府支持，構(gòu)建匹配的物流配送體系，縮短從種植戶到消費(fèi)者手中的時(shí)間，因此，冷鏈物流配送、新型物流包裝和城際配送問(wèn)題成為亟待解決和廣泛應(yīng)用的問(wèn)題。

在低壓微網(wǎng)線路中，由于線路感抗和電阻為同一數(shù)量級(jí)，造成輸出有功、無(wú)功功率同時(shí)受到端電壓幅值和相角的影響，從而引起功率耦合。文獻(xiàn)[12-14]基于解耦理論的相對(duì)增益矩陣，量化了微網(wǎng)功率耦合情況，并提出了微網(wǎng)解耦下垂控制方法和目標(biāo)函數(shù)對(duì)角化的解耦方法。文獻(xiàn)[15]通過(guò)加入低通濾波器，解決了微網(wǎng)系統(tǒng)的功率耦合問(wèn)題。然而，對(duì)于高壓柔性直流輸電系統(tǒng)，線路感抗一般遠(yuǎn)大于電阻，感抗和電阻為同一數(shù)量級(jí)所引起的功率耦合問(wèn)題一般不會(huì)出現(xiàn)[23]。

由于MMC相比于VSC多出橋臂環(huán)流抑制控制、子模塊電容電壓均衡控制等二次控制目標(biāo)，其主電路結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)相比于VSC系統(tǒng)更加復(fù)雜，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)VC與MMC動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型不匹配，引發(fā)功率耦合問(wèn)題。文獻(xiàn)[16]為了解決MMC動(dòng)態(tài)模型和VC不匹配的問(wèn)題，提出了一種基于同步頻率阻尼的解耦電流控制策略。文獻(xiàn)[17]分析了MMC系統(tǒng)電氣量和控制策略之間的耦合特性，并提出了一種完全解耦控制策略。文獻(xiàn)[18]將閉環(huán)直流電流控制器引入到解耦控制環(huán)中。文獻(xiàn)[19]考慮了橋臂環(huán)流和子模塊電容電壓動(dòng)態(tài)的影響，基于狀態(tài)反饋精確線性化理論，提出了一種MMC非線性解耦控制策略。

線性化后為：

由以上分析可知，在微網(wǎng)、MMC和VSC-HVDC系統(tǒng)中，多個(gè)引起功率耦合的因素已被研究，但關(guān)于弱受端交流電網(wǎng)對(duì)VSC-HVDC系統(tǒng)功率耦合的影響研究較少。文獻(xiàn)[24]指出弱交流電網(wǎng)下，有功功率控制和無(wú)功功率控制通過(guò)公共連接點(diǎn)(point of common coupling,PCC)電壓相互耦合，但未詳細(xì)解釋功率耦合過(guò)程，也未提出相應(yīng)的解耦策略。因此，弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)的功率耦合問(wèn)題亟待解決。揭示弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)的功率耦合機(jī)理，并提出相應(yīng)的解耦控制策略，有利于相關(guān)工程的穩(wěn)定運(yùn)行和有功、無(wú)功出力的合理分配。

本文首先研究弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)輸出有功、無(wú)功功率和d、q軸電流間的線性化關(guān)系。然后，基于線性化關(guān)系，揭示弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)的功率耦合機(jī)理。同時(shí)，基于前饋補(bǔ)償思想，提出相應(yīng)的改進(jìn)解耦控制策略。最后，通過(guò)時(shí)域仿真和特征值分析，驗(yàn)證功率耦合機(jī)理分析的正確性和所提改進(jìn)矢量控制策略的有效性。

1 接入受端電網(wǎng)的VSC-HVDC系統(tǒng)

1.1 主電路結(jié)構(gòu)

由以上分析可知，弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)功率耦合機(jī)理為：弱交流電網(wǎng)下輸出有功功率和q軸電流間存在強(qiáng)耦合，輸出無(wú)功功率和d軸電流間存在強(qiáng)耦合。此時(shí)，有功功率變化過(guò)程中d軸電流的改變會(huì)引起無(wú)功功率的變化，無(wú)功功率變化過(guò)程中q軸電流的改變會(huì)引起有功功率的變化，從而引起功率耦合。

根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)1204-1996[25]，可用短路比(short-circuit ratio, SCR)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量描述交流電網(wǎng)強(qiáng)弱。本文提到的弱交流電網(wǎng)指的是SCR較小的電網(wǎng)，SCR的定義為

(1)

式中：Sac、Uac分別為PCC的短路容量和額定交流電壓；Pdc為直流額定容量；Z為交流系統(tǒng)等效阻抗。圖1受端交流電網(wǎng)的SCR可以用Xn表征，Xn越大，交流系統(tǒng)強(qiáng)度越弱[26]。

1.2 控制結(jié)構(gòu)

鎖相環(huán)(phase-locked loop, PLL)控制和傳統(tǒng)VC結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2中PLL控制通過(guò)Park變換和PI控制，輸出PCC電壓us的相位θ，基準(zhǔn)角速度ω0=2πf0=100π。VC包括外環(huán)功率控制和內(nèi)環(huán)電流控制，外環(huán)功率控制器通過(guò)PI控制環(huán)節(jié)輸出內(nèi)環(huán)電流控制給定值isdref和isqref，Psref和Qsref分別為有功功率、無(wú)功功率給定值。內(nèi)環(huán)控制器經(jīng)過(guò)PI控制環(huán)節(jié)、電壓前饋?lái)?xiàng)和解耦項(xiàng)，得出VSC的輸出電壓ucd、ucq。

為有效落實(shí)財(cái)政稅收監(jiān)督管理機(jī)制，需要加強(qiáng)各部門(mén)工作監(jiān)督，與行政管理模式創(chuàng)新，促使各個(gè)監(jiān)督管理模式結(jié)合，約束財(cái)政稅收監(jiān)督行為。同時(shí)積極借鑒國(guó)外財(cái)政稅收監(jiān)督管理工作經(jīng)驗(yàn)，確保監(jiān)督管理機(jī)制創(chuàng)新完善。

2 功率耦合機(jī)理分析

本節(jié)首先基于圖1系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)，分析得出Ps、Qs與isd、isq之間的線性化關(guān)系。然后，結(jié)合圖2控制結(jié)構(gòu)，得出當(dāng)Psref或Qsref改變時(shí)，VC下有功、無(wú)功功率之間的耦合過(guò)程，從而揭示功率耦合機(jī)理。

2.1 輸出有功、無(wú)功和電流之間的線性化關(guān)系

圖1中，由于高壓VSC-HVDC系統(tǒng)中Rn<

Esd+jEsq=usd+jusq-jXn(isd+jisq)。

(2)

當(dāng)電源電壓初相角為0°時(shí)，PCC電壓超前電源電壓θ角，Esd=Escosθ，Esq=-Essinθ。此時(shí)，式(2)中usd、usq可表示為：

(3)

將式(3)代入Ps=1.5(usdisd+usqisq)，Qs=1.5(-usdisq+usqisd)，可得

(4)

同時(shí)，現(xiàn)有研究主要認(rèn)為兩電平或三電平VSC-HVDC系統(tǒng)功率耦合的原因是延遲環(huán)節(jié)、較低的開(kāi)關(guān)頻率和測(cè)量參數(shù)誤差。文獻(xiàn)[20]提出了一種多變量PI控制方法，解決了延遲環(huán)節(jié)引起的功率耦合問(wèn)題；文獻(xiàn)[21-22]提出了輸出反饋解耦控制策略和多變量PI電流控制器，分別解決了低開(kāi)關(guān)頻率和參數(shù)不確定帶來(lái)的功率耦合問(wèn)題。

(5)

式中下標(biāo)帶0的變量表示線性化后的變量初始值。

由式(5)可知，由于Δθ的存在，輸出功率和dq軸電流間的解析線性化關(guān)系仍無(wú)法得出。因此，Δθ需要以Δisd和Δisq的形式表示出來(lái)。由圖2鎖相環(huán)控制結(jié)構(gòu)可知，θ可以表示為

(6)

線性化后為

(7)

線性化式(3)可得：

(8)

這個(gè)老陳，簡(jiǎn)直不可理喻。是不是人老了，都這樣。我買(mǎi)煙回來(lái)，老陳還在樓梯口，看他的表情，似乎有話要給我說(shuō)。他是要向我解釋舉報(bào)我的事嗎？老陳笑了笑，說(shuō)小馬，我這人啊，就是喜歡多管閑事，可我沒(méi)壞心啊。我們相處時(shí)間也不短了，你應(yīng)該了解我的是吧？

(9)

然后，將式(9)代入到式(7)中，可得Δθ以Δisd的形式表示為

(10)

最后，將式(10)代入到式(5)中，可得輸出有功、無(wú)功功率與d、q軸電流之間的線性化關(guān)系為

聯(lián)合求解式(2)和式(3)，當(dāng)建設(shè)容量在77.55 MW以下時(shí)，建設(shè)天然氣發(fā)電投資低于柔直聯(lián)網(wǎng)，建設(shè)容量在77.55 MW以上時(shí)，建設(shè)柔直聯(lián)網(wǎng)投資低于天然氣發(fā)電。根據(jù)上述分析，從投資經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，建議柔直建設(shè)規(guī)模不低于80 MW。

系統(tǒng)在2008年單獨(dú)為水利系統(tǒng)遠(yuǎn)程用戶布設(shè)了查詢應(yīng)用防汛抗旱水文氣象信息的天眼Web應(yīng)用網(wǎng)站（10.1.18.101），到目前一直不間斷全年提供應(yīng)用服務(wù)，至2013年汛期已達(dá)到日均近200個(gè)用戶、10多萬(wàn)次點(diǎn)擊的訪問(wèn)量，用戶來(lái)自20多個(gè)流域和省水利部門(mén)。

(11)

2.2 功率耦合過(guò)程分析

功率耦合結(jié)構(gòu)圖如圖4(a)所示，其中ΔPs與Δisq通過(guò)系數(shù)G12(s)存在耦合，ΔQs與Δisd通過(guò)系數(shù)G21(s)存在耦合。為了切斷這兩個(gè)耦合通道，所提出的基于前饋補(bǔ)償?shù)慕怦羁刂圃O(shè)計(jì)方法如圖4(b)所示，其中解耦系數(shù)GP(s)是為了切斷當(dāng)Qsref改變時(shí)ΔPs和Δisq之間的耦合通道，解耦系數(shù)GQ(s)是為了切斷當(dāng)Psref改變時(shí)ΔQs和Δisd之間的耦合通道。

然而，當(dāng)受端交流電網(wǎng)較弱時(shí)，Xn和θ均較大，輸出有功、無(wú)功同時(shí)與d、q軸電流強(qiáng)耦合，導(dǎo)致輸出有功、無(wú)功強(qiáng)耦合。以下分別說(shuō)明當(dāng)Psref和Qsref改變時(shí)，弱受端交流電網(wǎng)下功率耦合的過(guò)程。

當(dāng)Psref改變時(shí)，在圖2有功控制的作用下Δisdref和Δisd會(huì)改變。由式(11)可知，弱受端交流電網(wǎng)下，Δisd和ΔQs存在強(qiáng)耦合，Δisd的改變會(huì)引起ΔQs的改變。然后，在無(wú)功控制的作用下，ΔQs的改變會(huì)引起Δisq的改變。弱受端交流電網(wǎng)下，Psref改變時(shí)的功率耦合過(guò)程如圖3(a)所示。類似地，弱受端交流電網(wǎng)下Qsref改變時(shí)的功率耦合過(guò)程如圖3(b)所示。

由表2可知，各處理組合對(duì)粗糠樹(shù)苗高的影響差異很大，剝除果皮的種子，12月15日在溫棚中播種(處理8)的苗高最高，為57.71 cm。

聯(lián)接弱受端交流電網(wǎng)VSC-HVDC系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中：B1、B2分別為PCC母線和VSC閥側(cè)母線；Es、us和uc分別為電源電壓、PCC電壓和VSC輸出電壓；is、Ps和Qs分別為PCC流向電源的輸出電流、有功功率和無(wú)功功率；udc和idc分別為直流側(cè)電壓和電流；Cdc為直流側(cè)電容。Rn+jXn為電源內(nèi)阻抗；Rs+jXs為VSC交流側(cè)等效阻抗。

3 改進(jìn)矢量控制設(shè)計(jì)

由第2節(jié)的分析可知，弱受端交流電網(wǎng)下功率耦合的主要原因是輸出無(wú)功功率和d軸電流間存在強(qiáng)耦合、輸出有功功率和q軸電流間存在強(qiáng)耦合。為了實(shí)現(xiàn)功率解耦，輸出有功功率(無(wú)功功率)和q軸(d軸)電流之間應(yīng)該被解耦。令輸出有功、無(wú)功功率與d、q軸電流間的線性化關(guān)系為

(12)

當(dāng)受端交流電網(wǎng)較強(qiáng)時(shí)，Xn≈0，θ≈0，此時(shí)由式(11)可知輸出有功功率僅受d軸電流的影響，無(wú)功功率僅受q軸電流的影響。由于VC可將d、q軸電流解耦，因此強(qiáng)受端交流電網(wǎng)下輸出有功、無(wú)功近似解耦。

由圖4(b)可知，采用所提出的改進(jìn)功率解耦控制設(shè)計(jì)方法后，輸出有功、無(wú)功功率與d、q軸電流間的線性化關(guān)系為

(13)

由式(13)可知，為了切斷ΔPs-Δisq耦合通道和ΔQs-Δisd耦合通道，解耦系數(shù)應(yīng)該滿足G12(s)+GP(s)G22(s)=0和G21(s)+GQ(s)G11(s)=0。因此，結(jié)合式(11)，解耦系數(shù)應(yīng)該設(shè)置為：

(14)

將前饋補(bǔ)償環(huán)節(jié)加入到圖2控制結(jié)構(gòu)中，可得改進(jìn)矢量控制結(jié)構(gòu)如圖5所示，外環(huán)功率控制中加入了補(bǔ)償環(huán)節(jié)，內(nèi)環(huán)電流控制不變，保留了過(guò)電流抑制能力。圖5中，由于外環(huán)有功控制的輸入為Psref-Ps，與ΔPs的方向相反，因此外環(huán)有功控制的解耦系數(shù)設(shè)置為Gp(s)的相反數(shù)。

4 時(shí)域仿真驗(yàn)證和特征值分析

本節(jié)首先通過(guò)PSCAD/EMTDC時(shí)域仿真，分析傳統(tǒng)VC下SCR對(duì)功率耦合特性的影響和功率耦合過(guò)程，從而驗(yàn)證第2節(jié)功率耦合機(jī)理分析的正確性。然后，通過(guò)時(shí)域仿真和特征值分析，比較傳統(tǒng)VC和所提出的改進(jìn)矢量控制(improved vector control, IVC)下系統(tǒng)的功率解耦能力、故障響應(yīng)特性和穩(wěn)定性。PSCAD/EMTDC時(shí)域仿真模型如圖1、圖2所示，具體參數(shù)如表1所示。

目前，大學(xué)開(kāi)設(shè)的思想教育課程主要有馬克思主義理論課，包括《馬克思主義哲學(xué)原理》、《馬克思政治經(jīng)濟(jì)學(xué)原理》、《鄧小平理論概論》、《毛澤東思想概論》、《當(dāng)代世界經(jīng)濟(jì)與政治》；思想品德課，包括《思想道德修養(yǎng)》、《法律基礎(chǔ)》、《形勢(shì)與政策》等。但是，大學(xué)生思想政治教育除了理論學(xué)習(xí)課程外，在新時(shí)代的今天，還應(yīng)該包括大學(xué)生整個(gè)理想信念和思想素質(zhì)的提升。因此，拓展和深化思想政治教育內(nèi)容對(duì)于做好高校思想政治教育工作就顯得十分必要。

表1 時(shí)域仿真系統(tǒng)參數(shù)

4.1 受端交流電網(wǎng)SCR對(duì)功率耦合特性的影響

當(dāng)VSC采用VC時(shí)，不同SCR下，令Psref在2 s時(shí)刻由300 MW階躍上升至350 MW，觀察輸出功率和電流的響應(yīng)，如圖6(a)所示。此外，在不同SCR下，令Qsref在2 s時(shí)刻由50 MVar階躍上升至100 MVar，觀察輸出功率和電流的響應(yīng)，如圖6(b)所示。

據(jù)土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室農(nóng)技專家臧學(xué)文介紹，本次選拔賽分為兩輪：首先根據(jù)蘋(píng)果的果實(shí)果型指數(shù)（縱橫比）、糖度、硬度等內(nèi)在品質(zhì)從近200份參賽樣品中海選出20個(gè)優(yōu)秀獎(jiǎng)；在此基礎(chǔ)上，由農(nóng)業(yè)、農(nóng)技、采購(gòu)、媒體等各領(lǐng)域?qū)＜医M成的評(píng)審組對(duì)首輪勝出蘋(píng)果的外觀、口感等指標(biāo)進(jìn)行打分，優(yōu)選出6組蘋(píng)果，并按照分?jǐn)?shù)的高低評(píng)選出親土狀元1名，榜眼2名，探花3名。

負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造的構(gòu)造發(fā)育及演化為烴類聚集創(chuàng)造了理想的地質(zhì)條件。如在盆地的初期發(fā)育，因伸展斷層充分利用了原來(lái)的逆斷層，其強(qiáng)烈傾滑作用可為富含有機(jī)質(zhì)的湖相油源巖沉積提供理想的條件。樁西潛山周邊的孤北、埕北、黃河口等凹陷，生油能力巨大，油氣資源極為豐富。盆地內(nèi)曾遭風(fēng)化剝蝕、淋濾的各種基巖斷塊儲(chǔ)層因強(qiáng)烈扭動(dòng)形成各種各樣的潛山斷塊。主斷塊往往受先逆后正的斷層控制，它緊鄰生油洼陷，是形成古潛山油氣藏的最佳地帶，拉張期后有效泥巖蓋層又披覆其上，有利于形成以潛山為主的復(fù)式油氣藏［10-12］。

“大不大的，咱們也得把理講清楚，你們兒子想當(dāng)光棍我們管不著！他為什么不一開(kāi)始就跟我們箏箏說(shuō)清楚？我們箏箏是傳統(tǒng)女孩，戀愛(ài)的目的就是結(jié)婚，不結(jié)婚戀什么愛(ài)？談了三年了，跑到登記處才悔婚，這做的叫人事嗎？”辛燕曉絕不能讓他們覺(jué)得好受。

由圖6可知，當(dāng)Psref/Qsref改變時(shí)，首先在圖2外環(huán)、內(nèi)環(huán)功率控制的作用下會(huì)引起isd/isq的變化。然后，在式(11)線性化關(guān)系的作用下，isd與Qs存在耦合，isq與Ps存在耦合，isd/isq的變化引起Qs/Ps的變化。最后，Qs/Ps的變化在圖2外環(huán)、內(nèi)環(huán)功率控制的作用下又會(huì)導(dǎo)致isq/isd的變化。圖6中Psref/Qsref改變時(shí)，Qs/Ps存在明顯的波動(dòng)。同時(shí)，隨著SCR的減小，isd與Qs之間耦合加強(qiáng)，isq與Ps之間耦合加強(qiáng)，導(dǎo)致Ps和Qs之間功率耦合效應(yīng)增強(qiáng)，波動(dòng)范圍變大。圖6時(shí)域仿真結(jié)果驗(yàn)證了2.2節(jié)理論分析的正確性。

由于超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間是表示控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的兩個(gè)重要基本量[27]，因此分別比較不同SCR下當(dāng)Psref/Qsref改變時(shí)，Qs/Ps的超調(diào)量σq、σp和調(diào)整時(shí)間tsq、tsp，如表2所示。

將式(7)代入到式(8)中，可得Δusq以Δisd的形式表示為

表2 Psref/Qsref改變時(shí)Qs/Ps的超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間

由表2可知，當(dāng)Psref/Qsref改變時(shí)，隨著SCR的減小，Qs/Ps的超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間均明顯增加，控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變差。

4.2 傳統(tǒng)矢量控制和改進(jìn)矢量控制的對(duì)比

4.2.1 功率解耦性能

為了驗(yàn)證所提出的IVC在功率解耦能力上的優(yōu)越性，分別搭建了VC和IVC下的PSCAD/EMTDC仿真模型。令SCR分別為2.8、2.6、2.4和2.2，功率階躍仿真工況與圖6相同，觀察VC和IVC下的功率響應(yīng)，如圖7、圖8所示。

由圖7、圖8可知，Psref/Qsref改變時(shí)，IVC下Qs/Ps的波動(dòng)范圍明顯小于VC下的波動(dòng)范圍，IVC表現(xiàn)出更好的解耦效果。同時(shí)，IVC下Qs/Ps的超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間均小于傳統(tǒng)VC下的超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間，IVC能夠改善控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。因此，圖7、圖8時(shí)域仿真結(jié)果驗(yàn)證了IVC相比于VC的解耦效果和動(dòng)態(tài)性能更好。

同時(shí)，觀察Psref改變時(shí)圖5解耦ΔQs-Δisd通道的補(bǔ)償信號(hào)buchang_Qs、Qsref改變時(shí)解耦ΔPs-Δisq通道的補(bǔ)償信號(hào)buchang_Ps，如圖9所示。

比較圖7～圖9可知，當(dāng)Psref改變引起Q動(dòng)態(tài)改變時(shí)，解耦ΔQs-Δisd通道會(huì)產(chǎn)生一個(gè)抑制Q改變的補(bǔ)償信號(hào)buchang_Qs，該信號(hào)與VC下Q的動(dòng)態(tài)變化方向相反。同時(shí)，當(dāng)Qsref改變引起P動(dòng)態(tài)改變時(shí)，解耦ΔPs-Δisq通道會(huì)產(chǎn)生一個(gè)抑制P改變的補(bǔ)償信號(hào)buchang_Ps，該信號(hào)與VC下P的動(dòng)態(tài)變化方向相反。正是在解耦通道補(bǔ)償信號(hào)的作用下，圖7、圖8中IVC的解耦效果比VC的解耦效果更好。

4.2.2 短路故障響應(yīng)特性

“啊煩人啊?”玉墨用地道的市井南京話說(shuō)，“再哭你娘老子也聽(tīng)不見(jiàn)，日本人倒聽(tīng)見(jiàn)了，你們幾個(gè)，”她指指紅菱等，“話多?！?/p>

如《真想變成大大的荷葉》一文出現(xiàn)了較多形容詞描繪事物特征的短語(yǔ)，“透明的雨滴”“彎彎的新月”“清凌凌的小河”等，引導(dǎo)學(xué)生閱讀分辨，感受形容詞的準(zhǔn)確運(yùn)用，能將事物寫(xiě)得更形象具體，鼓勵(lì)學(xué)生用不同的形容詞描寫(xiě)事物特征。像“透明的雨滴”還可說(shuō)“亮晶晶的雨滴”；“清凌凌的小河”可說(shuō)成“清澈透明的小河”；“大大的荷葉”可說(shuō)成“碧綠碧綠的荷葉”。

電力系統(tǒng)中三相短路接地故障的危害較大，因此為了說(shuō)明IVC相比于VC在短路故障響應(yīng)特性上的優(yōu)越性，在表1工況下設(shè)置4 s時(shí)刻PCC發(fā)生三相短路接地故障(故障持續(xù)時(shí)間50 ms)，IVC和VC下系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)曲線如圖10所示。

由圖10可知，當(dāng)發(fā)生三相短路接地故障時(shí)，IVC下系統(tǒng)的輸出功率和PCC電壓相比于VC能夠更快地恢復(fù)穩(wěn)定，且波動(dòng)幅度更小，減小了短路故障過(guò)程中輸出功率和PCC電壓的波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的沖擊。因此，IVC相比于VC在短路故障下表現(xiàn)出更好的動(dòng)態(tài)性能。

4.2.3 穩(wěn)定性評(píng)估

為了評(píng)估VC和IVC的穩(wěn)定性，分別建立VC和IVC下圖1所示系統(tǒng)的小信號(hào)模型。VC下的小信號(hào)模型可參考文獻(xiàn)[28]中逆變站及所連交流系統(tǒng)的小信號(hào)建模過(guò)程，IVC下的小信號(hào)模型只需根據(jù)圖5修改外環(huán)有功、無(wú)功控制動(dòng)態(tài)方程即可。在表1工況下，當(dāng)SCR為1.0～2.8時(shí)(SCR每增加0.2記錄一對(duì)共軛特征根)VC和IVC作用下系統(tǒng)的主導(dǎo)特征值分析結(jié)果如圖11所示。

由圖11可知，隨著SCR減小，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，振蕩頻率增大。SCR取為不同值時(shí)，IVC下的主導(dǎo)特征值阻尼均大于VC下的主導(dǎo)特征值阻尼。VC下SCR=1.6時(shí)系統(tǒng)失穩(wěn)，但I(xiàn)VC下SCR=1.2時(shí)仍能維持穩(wěn)定，直到SCR=1.0時(shí)系統(tǒng)失穩(wěn)。因此，圖11特征值分析結(jié)果表明IVC相比于VC具有更好的穩(wěn)定性。

宣判后，鄧強(qiáng)表示不服，向廣東省高院提出了上訴。其上訴理由主要有二：其一，在配合省紀(jì)委調(diào)查他人違法違紀(jì)問(wèn)題時(shí)，在沒(méi)有被宣布采取調(diào)查措施的情況下，主動(dòng)交代省紀(jì)委沒(méi)有掌握的犯罪行為，屬于自首；其二，還在“兩規(guī)”期間，向辦案人員檢舉他人利用肇慶閱江大橋航槽改疏浚工程非法采礦的犯罪行為，構(gòu)成立功。因此請(qǐng)求輕判。

為了驗(yàn)證特征值分析結(jié)果的正確性，VC下SCR為1.8和1.6時(shí)，令Psref在4s時(shí)刻由300 MW階躍上升至350 MW，觀察有功功率的響應(yīng)，如圖12所示；IVC下SCR為1.2和1.0時(shí)，令Psref在4 s時(shí)刻由300 MW階躍上升至350 MW，觀察有功功率的響應(yīng)，如圖13所示。

由圖12可知，SCR為1.8時(shí)，VC下有功功率階躍響應(yīng)呈現(xiàn)4.708 1 Hz的弱阻尼振蕩，仍能維持穩(wěn)定。然而，SCR為1.6時(shí)，在限幅環(huán)節(jié)的影響下有功功率階躍響應(yīng)呈現(xiàn)7.283 3 Hz的等幅振蕩。同時(shí)，由圖13可知，SCR為1.2時(shí)IVC下有功功率階躍響應(yīng)呈現(xiàn)12.610 3 Hz的正阻尼振蕩，而SCR=1.0時(shí)有功功率階躍響應(yīng)呈現(xiàn)14.265 3 Hz的等幅振蕩。因此，圖12、圖13時(shí)域仿真結(jié)果驗(yàn)證了圖11特征值分析結(jié)果的正確性，即在表1工況下IVC穩(wěn)定運(yùn)行的最小SCR大約為1.2，而VC穩(wěn)定運(yùn)行的最小SCR大約為1.8。

5 結(jié) 論

本文揭示了弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)的功率耦合機(jī)理，并提出了改進(jìn)矢量控制策略，從而改善功率解耦性能。主要結(jié)論如下：

1)弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)功率耦合機(jī)理為：弱交流電網(wǎng)下輸出有功功率、無(wú)功功率和d、q軸電流間均存在強(qiáng)耦合，有功功率變化過(guò)程中d軸電流的改變會(huì)引起無(wú)功功率的變化，無(wú)功功率變化過(guò)程中q軸電流的改變會(huì)引起有功功率的變化，從而引起功率耦合。

2)本文所提出的改進(jìn)矢量控制策略相比于傳統(tǒng)矢量控制策略，能有效改善弱受端交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)的功率解耦性能、故障響應(yīng)特性和穩(wěn)定性。