含海上风电场的VSC-MTDC系统参与电网调频的顺序控制方法
2021-03-06于国星宋蕙慧马广富曲延滨
于国星,宋蕙慧,马广富,曲延滨
(1. 哈尔滨工业大学(威海)新能源学院,山东省威海市264200;2. 哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江省哈尔滨市150001)
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基于电压源换流器的高压直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSCHVDC)输电技术由于具有低损耗、黑启动、故障隔离、运行控制灵活等优势而成为远距离、大容量海上风电传输问题的有效解决方案[1-3]。随着海上风电场的不断建设和发展,传统的点对点高压直流双端拓扑已难以满足多风电场并网需求,由此基于电压源换流器的多端直流(voltage source converter based multi-terminal HVDC,VSC-MTDC)输电技术应运而生。VSC-MTDC 能够连接更多的海上风电场和陆上电网,实现多电源供电和多落点受电,具有更好的灵活性和经济性[3-5]。然而,传统控制(如主 从 控 制[6-7]、直 流 电 压 下 垂 控 制[7-9])下 的VSCMTDC 系统会解耦所连接的交流电网,使海上风电场无法向陆上电网提供惯性和频率支持,陆上异步交流电网间也缺乏频率支援能力,当电网发生扰动时,会造成较大的频率偏移,从而降低系统的频率稳定性。
目前,已有众多学者针对含海上风电场的VSC-MTDC 系统的频率支撑能力开展研究。文献[10-11]提出通过电压源换流器(voltage source converter,VSC)间的通信链路来交换频率信息的频率耦合控制方法,但该控制一方面会增加通信成本,另一方面,海上风电远距离输电使通信延时不可忽略,延时时间会降低系统运行的稳定性[12]。为避免通信链路的影响,文献[13-17]提出场网VSC 联合控制的频率下垂控制方法,该控制利用直流电压作为中间变量来传输频率信息,使海上风电场和陆上异步交流电网间恢复频率耦合关系。……
