应用于MMC-HVDC控制器的改进软件锁相环

摘要

快速、准确地提供同步相位，是基于模块化多电平电压源型高压直流输电MMC-HVDC（Modular MultilevelConverter based HVDC）系统实现控制和保护的关键问题之一。针对电力系统三相电压对称的特点，建立传统单同步坐标变换的软件锁相环SPLL（Software Phase-Locked Loop）模型，是先通过三相输入电压变换到静止的坐标系，再从静止的坐标系变换到与三相电压同步旋转的dq坐标系，以控制d轴电压dU为零来获得同步相位。rn 同时，分析了在三相电压不平衡情况下传统SPLL相位输出产生误差的原因。为了减小误差，通过变换，采用延迟4T周期计算法实现正、负序分量的分离，跟踪三相电压的正序分量以改进传统单同步坐标变换SPLL。仿真结果表明，在发生单相短路、单相电压跌落等严重不平衡情况下，改进SPLL的相位输出能有效地跟踪三相电压的正序分量，有效地抑制了负序分量对相位的影响。最后，基于实时数字仿真器RTDS（Real Time Digital Simulator）搭建MMC-HVDC一次系统模型，同时改进SPLL 应用于基于FPGA的MMC-HVDC控制器上，并采用定交流电压与定有功功率控制方式和最近电平逼近调制策略，以及相应的电容电压平衡策略。实验结果表明，MMC-HVDC控制器可以有效地调节母线电压和有功功率，进而说明改进SPLL相位输出的准确性。