多端高压直流输电系统自律分散控制策略

多端高压直流输电将成为适应我国资源与负荷分布的重要形式。多端直流输电技术发展表明：各端子间的相互依赖性强，协调控制复杂，动态过程中的电流、电压分配困难等问题使多端直流推广应用遇到很大障碍。本项目基于自律分散控制的思想，提出适用于复杂多端高压直流输电的控制策略，研究内容包括：分析多端直流输电各类拓扑的特性，建立多端直流系统稳态与暂态模型；开展多端高压直流自律分散控制策略研究，探讨倾斜外特性对实现自律分散控制的作用及参数优化方法，分析数据域的内容与状态变量的形式，明确端子（基元）与数据域的相互作用机理及端子的控制方法；研究基于自律分散控制的多端直流输电系统稳态特性、动态特性及故障特性，包括系统的起停，端子的投切，潮流的翻转，端子的转换、功率调制与电压、电流调节特性；研究通信失效情况下，基于自律分散控制的多端直流输电系统的运行特性;结合RTDS及复杂多端控制系统，研究自律分散控制系统的有效性。

多端高压直流输电已经成为适应我国能源与负荷连接及配置的重要形式。多端直流输电技术发展表明：各端子间的相互依赖性强，协调控制复杂，动态过程中的电流、电压分配困难等问题使多端直流推广应用遇到很大障碍。本项目在国家自然基金（51177044）的支持下，开展基于自律分散控制思想，提出适用于复杂多端高压直流输电的控制策略。.研究内容包括：分析多端直流输电各类拓扑的特性，建立多端直流系统电磁暂态模型；开展多端高压直流自律分散控制策略研究，探讨倾斜外特性对实现自律分散控制的作用及参数优化方法，分析数据域的内容与状态变量的形成，明确端子（基元）与数据域的相互作用机理及端子的控制方法；研究基于自律分散控制的多端直流输电系统稳态特性、动态特性及故障特性，包括系统的起停，端子的投切，潮流的翻转，端子的转换、功率调制与电压、电流调节特性；研究通信失效情况下，基于自律分散控制的多端直流输电系统的运行特性;结合实时仿真系统及级联多端控制系统，研究自律分散控制系统的有效性。.项目经过为期4年的研究与探讨，主要获得下述技术层面的结果：.1）.建立了典型并联及串联拓扑形式的多端直流输电系统的稳态与暂态数学模型，设计了相应系统的主参数，分析了基于自律分散控制的多端直流系统在功率调整、稳态工作点的获得、端子的投退、损耗、功率调制等方面的特性。研究了多端直流暂态过电压、换相失败以及故障恢复等动态特性。.2）.基于自律分散控制思想，分析了换流器触发控制环节采用倾斜外特性曲线对自律分散控制的作用，研究了斜率取值与换流器结构、系统短路比等因素的关系，并对其参数进行了优化设计。基于一致性算法实现了自律分散控制参数的动态调节。采用小信号分析方法，实现了自律分散系统的小干扰稳定性分析。.3）.在离线电磁仿真验证控制策略可行的基础上，基于实时仿真系统（RT-LAB），搭建多端直流仿真平台，将自律分散控制策略嵌入快速原型控制系统，实现系统启停、端子投切、运行方式改变及直流、交流故障方式下的自律分散控制。.结合该项目的研究，培养硕士10名，博士4名，在国际学术期刊、国际会议及国内核心期刊上发表论文14篇，其中SCI论文2篇、EI收录9篇，申请国家发明专利4项。.自律分散控制的引入将会给多端直流带来全新的控制理念和实施方法，为未来包含更多端子、更多方式的多端直流输电提供技术支持，在我国大容量电力输送和资源优化配置中发挥重要作