摘要
利用背靠背MMC-HVDC并网复合系统进行并网操作时可进行功率传递，实现快速并网，缩短事故的停电时间，对提高并网自动化程度具有重要的现实意义。背靠背MMC-HVDC并网复合系统在功率传递过程中，有功功率突变会导致直流侧电压发生波动，严重时可能造成器件击穿，影响系统运行稳定性，研究背靠背MMC-HVDC并网复合系统有功功率传递时抑制直流侧电压发生波动的控制策略具有重要的工程应用价值和理论指导意义。 本文以背靠背MMC-HVDC并网复合系统在功率传递过程中，抑制有功功率突变导致的直流侧电压波动为对象，提出了一种背靠背MMC-HVDC并网复合系统滑模变结构控制策略，设计了电流内环滑模变结构控制器和电压外环滑模变结构控制器。在PSCAD/EMTDC平台上搭建41电平的背靠背MMC-HVDC并网复合系统仿真模型，仿真结果表明，滑模变结构控制可有效抑制背靠背MMC-HVDC并网复合系统功率传递过程中的直流侧电压波动，增强系统的运行稳定性。 针对人工调参无法充分发挥控制器性能的问题，利用飞峨扑火优化算法(Moth-FlameOptimization,MFO)对滑模变结构控制器参数进行优化，进一步抑制直流侧电压波动。鉴于飞峨扑火优化算法存在全局搜索能力差和易早熟收敛的缺陷，将佳点集初始化理论、Lévy飞行机制以及自适应惯性权重引入飞峨扑火优化算法，提出一种改进飞峨扑火优化算法(ImprovedMoth-FlameOptimization,IMFO)。通过8个标准测试函数分别测试IMFO、粒子群算法(ParticleSwarmOptimization,PSO)、蚁狮算法(AntLionOptimization,ALO)、蜻蜓算法(DragonflyAlgorithm,DA)以及MFO的寻优性能，所得的测试结果及收敛曲线表明，改进飞蛾扑火优化算法具有更高的寻优精度和更快的收敛速度。 针对MATLAB-PSCAD联合仿真参数优化不能在仿真软件后台运行的问题，提出基于AutomationLibrary的Pytbon-PSCAD联合仿真参数优化方法，使长耗时的参数优化过程转为后台运行，提高计算机利用率。以综合ITAE指标为目标函数，通过Python-PSCAD联合仿真参数优化方法采用所提IMFO对背靠背MMC-HVDC并网复合系统滑模变结构控制器进行参数优化。联合仿真结果表明参数优化后的滑模变结构控制器可进一步抑制背靠背MMC-HVDC并网复合系统功率传递过程中的直流侧电压波动同时改善系统的动、静态性能。
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