高压直流输电(High-Voltage Direct-Current Transmission,简称HVDC)系统是高度可控的,其中控制系统是直流输电技术的重要组成部分,HVDC系统能否正常运行与其基本控制器的性能息息相关,附加控制器又是提高交直流互联系统运行稳定性的重要保证。 首先,采用状态反馈精确线性化对高压直流输电系统进行线性化,将复杂的非线性系统综合问题转化为线性系统的综合问题。因为这个经过精确线性化的线性系统能够真实地反映原非线性系统。 另外,当系统受到大扰动时,精确线性化后的系统不能保证系统的鲁棒性。而变结构控制的滑动模态对系统自身摄动和外部扰动具有很强的鲁棒性。在前人的工作基础上,本文结合精确线性化方法和变结构控制理论来设计换流器基本控制器和附加控制器。 最后,以新的CIGRE HVDC标准模型为基础对基本控制器进行仿真验证,仿真结果表明:本文设计的非线性变结构基本控制器能有效改善大干扰时系统的稳定特性,发挥HVDC在不同频率交流系统之间的非同步联络的积极的作用;而非线性变结构附加控制器对网络结构与参数的变化具有较强的适应性和鲁棒性,并且可以较大幅度地调节直流线路的传输功率,尽可能有效地保证交直流系统的稳定性,与非线性最优控制方式相比,在发生大扰动时,两个非线性变结构控制器,即换流器基本控制器和附加控制器,均可以更快地使系统进入稳定状态。