高压直流输电系统的控制策略与稳定性分析
摘 要
随着能源需求的不断增长和电力网络的日益复杂，高压直流输电系统（HVDC）作为电力传输的重要技术，其在电力系统中的地位愈发重要。本研究对高压直流输电系统进行了全面而深入的分析。首先概述了HVDC系统的基本原理、结构组成以及发展历程，然后详细探讨了传统与现代控制策略的优缺点及其对系统稳定性的影响。在此基础上，研究了多种稳定性分析方法，包括线性化模型分析、非线性模型分析、时域仿真分析和频域分析等，并构建了稳定性指标体系。为提升HVDC系统的稳定性，本研究提出了基于控制策略和硬件改进的稳定性提升方法，包括自适应控制、鲁棒控制、智能控制以及多目标优化控制等策略，同时研究了新型换流器技术、高性能滤波器设计以及故障检测与隔离技术等硬件改进措施。这些研究成果为HVDC系统的稳定运行和性能提升提供了重要的理论和技术支持。
关键词：高压直流输电系统；自适应控制；系统稳定性；模糊逻辑控制
Abstract
With the increasing demand of energy and the increasing complexity of power network, HVDC transmission system (HVDC), as an important technology of power transmission, is increasingly important in the power system. This study provides a comprehensive and in-depth analysis of the HVDC transmission system. Firstly, the basic principles, structural composition and development process of HVDC system are summarized, and then the advantages and disadvantages of traditional and modern control strategies and their influence on system stability are discussed in detail. On this basis, various stability analysis methods are studied, including linearized model analysis, nonlinear model analysis, time domain simulation analysis and frequency domain analysis, and construct the stability index system. In order to improve the stability of HVDC system, this study puts forward the stability improvement method based on control strategy and hardware improvement, including adaptive control, robust control, intelligent control and multi-ob jective optimization control strategy, and studied the new converter technology, high performance filter design and fault detection and isolation technology. These research results provide important theoretical and technical support for the stable operation and performance improvement of the HVDC system.
Key Words：HVDC transmission system; adaptive control, system stability and fuzzy logic control
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究目的及内容 2
第2章 高压直流输电系统概述 4
2.1 高压直流输电系统的基本原理 4
1.2 高压直流输电系统的结构组成 4
1.3 高压直流输电系统的发展历程 5
第3章 高压直流输电系统的控制策略分析 6
3.1 传统控制策略的优缺点分析 6
3.2 现代控制策略的技术进展 6
3.3 控制策略对系统稳定性的影响 7
3.4 控制策略的优化方法研究 7
第4章 高压直流输电系统的稳定性分析方法 9
4.1 稳定性分析的基本理论框架 9
4.1.1 线性化模型分析法 9
4.1.2 非线性模型分析法 9
4.1.3 时域仿真分析法 10
4.1.4 频域分析法 10
4.2 稳定性指标体系构建 11
4.2.1 静态稳定性指标 11
4.2.2 动态稳定性指标 11
4.2.3 暂态稳定性指标 12
4.2.4 长期稳定性指标 12
第5章 高压直流输电系统稳定性提升策略研究 13
5.1 基于控制策略的稳定性提升方法 13
5.1.1 自适应控制策略应用研究 13
5.1.2 鲁棒控制策略应用研究 13
5.1.3 智能控制策略应用研究 14
5.1.4 多目标优化控制策略研究 14
5.2 基于硬件改进的稳定性提升方法 15
5.2.1 新型换流器技术应用研究 15
5.2.2 高性能滤波器设计研究 16
5.2.3 故障检测与隔离技术研究 16
结 论 17
参考文献 18
致 谢 19
摘 要
随着能源需求的不断增长和电力网络的日益复杂，高压直流输电系统（HVDC）作为电力传输的重要技术，其在电力系统中的地位愈发重要。本研究对高压直流输电系统进行了全面而深入的分析。首先概述了HVDC系统的基本原理、结构组成以及发展历程，然后详细探讨了传统与现代控制策略的优缺点及其对系统稳定性的影响。在此基础上，研究了多种稳定性分析方法，包括线性化模型分析、非线性模型分析、时域仿真分析和频域分析等，并构建了稳定性指标体系。为提升HVDC系统的稳定性，本研究提出了基于控制策略和硬件改进的稳定性提升方法，包括自适应控制、鲁棒控制、智能控制以及多目标优化控制等策略，同时研究了新型换流器技术、高性能滤波器设计以及故障检测与隔离技术等硬件改进措施。这些研究成果为HVDC系统的稳定运行和性能提升提供了重要的理论和技术支持。
关键词：高压直流输电系统；自适应控制；系统稳定性；模糊逻辑控制
Abstract
With the increasing demand of energy and the increasing complexity of power network, HVDC transmission system (HVDC), as an important technology of power transmission, is increasingly important in the power system. This study provides a comprehensive and in-depth analysis of the HVDC transmission system. Firstly, the basic principles, structural composition and development process of HVDC system are summarized, and then the advantages and disadvantages of traditional and modern control strategies and their influence on system stability are discussed in detail. On this basis, various stability analysis methods are studied, including linearized model analysis, nonlinear model analysis, time domain simulation analysis and frequency domain analysis, and construct the stability index system. In order to improve the stability of HVDC system, this study puts forward the stability improvement method based on control strategy and hardware improvement, including adaptive control, robust control, intelligent control and multi-ob jective optimization control strategy, and studied the new converter technology, high performance filter design and fault detection and isolation technology. These research results provide important theoretical and technical support for the stable operation and performance improvement of the HVDC system.
Key Words：HVDC transmission system; adaptive control, system stability and fuzzy logic control
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究目的及内容 2
第2章 高压直流输电系统概述 4
2.1 高压直流输电系统的基本原理 4
1.2 高压直流输电系统的结构组成 4
1.3 高压直流输电系统的发展历程 5
第3章 高压直流输电系统的控制策略分析 6
3.1 传统控制策略的优缺点分析 6
3.2 现代控制策略的技术进展 6
3.3 控制策略对系统稳定性的影响 7
3.4 控制策略的优化方法研究 7
第4章 高压直流输电系统的稳定性分析方法 9
4.1 稳定性分析的基本理论框架 9
4.1.1 线性化模型分析法 9
4.1.2 非线性模型分析法 9
4.1.3 时域仿真分析法 10
4.1.4 频域分析法 10
4.2 稳定性指标体系构建 11
4.2.1 静态稳定性指标 11
4.2.2 动态稳定性指标 11
4.2.3 暂态稳定性指标 12
4.2.4 长期稳定性指标 12
第5章 高压直流输电系统稳定性提升策略研究 13
5.1 基于控制策略的稳定性提升方法 13
5.1.1 自适应控制策略应用研究 13
5.1.2 鲁棒控制策略应用研究 13
5.1.3 智能控制策略应用研究 14
5.1.4 多目标优化控制策略研究 14
5.2 基于硬件改进的稳定性提升方法 15
5.2.1 新型换流器技术应用研究 15
5.2.2 高性能滤波器设计研究 16
5.2.3 故障检测与隔离技术研究 16
结 论 17
参考文献 18
致 谢 19
