D-partition Method Based Controller Parameter Setting Method for LCC-HVDC System

Chuang FU; Yunming YE; Juanjuan WANG; Shengyu ZHOU; Huan LI; Songqiang HUANG

doi:10.7500/AEPS20210705006

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D-partition Method Based Controller Parameter Setting Method for LCC-HVDC System

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- D-partition Method Based Controller Parameter Setting Method for LCC-HVDC System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 13, Pages: 139-150(2022)
- 作者机构：
  
  1.直流输电技术国家重点实验室(中国南方电网科学研究院有限责任公司),广东省广州市 510663
  2.华南理工大学电力学院,广东省广州市 510641
  3.中国南方电网有限责任公司,广东省广州市 510623
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Abstract:
  In order to solve the bipolar commissioning problem of high voltage direct current (HVDC) transmission projects while the construction of conventional earth electrodes are not completed, the unconventional earth electrode operation schemes, including in-station deep electrodes and out-station simple electrodes, are introduced. Then the electrical performance of electrodes, human safety, electrode heating, DC bias of transformers and diverting potential are studied. The main conclusions are as follows: in-station deep electrode schemes are technically feasible, but isolating measures should be taken to avoid high induced DC potential of earthing grid endangering the safety of equipment and human, for out-station simple electrode schemes, the step voltage and electrode temperature rise requirements are difficult to meet in monopole operation mode. So unbalanced current control measures should be introduced to ensure the safety of equipment and human near electrodes.
  Foundation:This work is supported by National Natural Science Foundation of China(51777079);Guangdong Provincial Natural Science Foundation of China(2020A1515011541);China Southern Power Grid Company Limited(ZBKJXM20190056)
- DOI：10.7500/AEPS20210705006
  CLC：
- Received：05 July 2021，
  
  Revised：2021-11-15，
  
  Published Online：15 March 2022，
  
  Published：10 July 2022
- 稿件说明：
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傅闯,叶运铭,汪娟娟等.基于D分割法的LCC-HVDC系统控制器参数整定方法[J].电力系统自动化,2022,46(13):139-150.

FU Chuang,YE Yunming,WANG Juanjuan,et al.D-partition Method Based Controller Parameter Setting Method for LCC-HVDC System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(13):139-150.
傅闯,叶运铭,汪娟娟等.基于D分割法的LCC-HVDC系统控制器参数整定方法[J].电力系统自动化,2022,46(13):139-150. DOI： 10.7500/AEPS20210705006.

FU Chuang,YE Yunming,WANG Juanjuan,et al.D-partition Method Based Controller Parameter Setting Method for LCC-HVDC System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(13):139-150. DOI： 10.7500/AEPS20210705006.

摘要

高压直流输电系统的控制器参数对系统稳定性及动态响应性能具有重要影响。提出了一种基于D分割法的基于电网换相换流器的高压直流输电（LCC-HVDC）系统控制器参数整定方法。首先，基于某实际工程的运行参数建立了单极全压运行方式下的LCC-HVDC系统等值小干扰动态模型；然后，基于该模型的拉普拉斯变换获得系统定电流控制及定电压控制回路的传递函数；继而，采用D分割法分别对定电流控制器及定电压控制器的比例-积分参数进行整定，获得了同时满足增益裕度、相位裕度及带宽限制要求的控制器参数整定域，并将不同功率传输水平下的参数整定域进行叠加，获得了多工况通用控制器参数域。仿真结果验证了小干扰动态模型的准确性及所提控制器参数整定方法的有效性。

Abstract

The controller parameters of high voltage direct current (HVDC) transmission systems have an important influence on the system stability and dynamic response performance. This paper proposes a controller parameter setting method for the line commutated converter based high voltage direct current (LCC-HVDC) system based on the D-partition method. Firstly

based on the operation parameters of an actual project

an equivalent small-signal dynamic model of the LCC-HVDC system in the single-pole full-voltage operation mode is established. Then the transfer functions of constant current control and constant voltage control loops are obtained based on the Laplace transform of the model. The D-partition method is used to set the proportional-integral (PI) parameters of the constant current controller and the constant voltage controller

and obtain the controller parameter setting domain that meets the requirements of gain margin

phase margin and bandwidth limitation at the same time. The parameter setting domains at different power transmission levels are superimposed to obtain the multi-condition general controller parameter domain. The simulation results verify the accuracy of the small-signal dynamic model and the effectiveness of the proposed controller parameter setting method.

关键词

Keywords

references

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