彭　宇，黄　萌，查晓明

（武汉大学电气工程学院，武汉430072）



微电网故障下三相电压型并网变换器瞬态行为分析

彭宇，黄萌，查晓明

（武汉大学电气工程学院，武汉430072）

摘要：三相电压源型变换器（VSC）是交直流混合电力系统中重要的功率接口装置。交直流混合系统存在诸如电网侧故障或直流侧负载变化等扰动，对其中功率接口变换器造成难以预计的影响。着重研究微电网故障时并网变换器的瞬态响应过程及其机理。首先，给出了电网三相电压暂降时三相电压源型变换器的失稳的瞬态响应现象。然后，通过非线性分析揭示了该不稳定现象的物理本质，并通过系统建模计算给出了系统参数空间中的稳定域范围；最后，通过微电网与变换器仿真验证了分析计算的有效性。

关键词：并网变换器；瞬态响应；微电网；非线性分析；稳定性

Project Supported by the National Nature Science Foundation of China（51507118）；the Fundamental Research Funds for Central Universities Program（410500078）

引言

近年来，新能源发电、微网、高压直流输电HVDC等交直流混合系统受到了广泛关注。在这些交直流混合系统中，通常需要电力电子变换器作为功率交换接口，起到稳定直流母线电压、降低交流电流谐波含量的作用［1-4］。其中，三相电压源型变换器VSC （voltage-source converter）具有稳定性高、功率因素可控等优点，因而被广泛应用。

相较于传统的旋转电机，并网变换器对电网故障的响应大为不同。三相电压源型变换器中含有对电流处理能力较弱的半导体开关，因而需要引入附加控制来保证设备正常运行［5］。同时变换器控制环节的多样性及交直流混合系统中故障多样性造成系统故障响应的复杂性。……