基于虚拟同步发电机控制策略的多端柔性直流系统自适应下垂控制
2021-07-19王渝红陈诗昱万良彬
罗 兰,王渝红,陈诗昱,万良彬
(四川大学电气工程学院,成都 610065)
基于电压源型多端柔性直流输电(voltage source converter based multi-terminal direct current,VSC-MTDC)系统能实现多电源供电、多落点受电,使得VSC-MTDC的灵活性和可靠性得到充分发挥,适用于新能源并网以及异步电网互联等多种场合[1-3]。目前关于VSC-MTDC系统的控制策略,包括主从控制、电压偏差控制、电压下垂控制等主要的3种主流的控制方式,其中电压下垂控制无需站间通信,其换流站可以根据电压情况相应的分配功率[4-7],然而这3种站间控制主要考虑直流系统的电压以及功率的分配情况,没有考虑连接的交流电网的频率问题以及交流网络功率的承载问题。虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术可以让换流站模拟同步发电机运行,为系统提供阻尼和惯性支撑,具有一次调频和调压的能力[8-10]。
现有的VSC换流器,若只采用dq内外环控制结构,换流器无法对连接的交流系统进行频率的支撑[11]。针对上诉问题,有学者对于柔性直流输电系统参与交流系统频率支撑进行了部分研究。文献[12]对于两端的高压直流输电,设计了VSG控制的功率内环和电压外环控制结构,并且给出了惯性系数和阻尼系数以及电压控制器中的比例积分(proportional-integral,PI)参数设计方法。文献[13]以直流电压相互协调控制为目标的改进VSG控制策略,提升了直流系统运行的稳定性。文献[14]提出了转动惯量和阻尼系数的自适应协调控制策略,参数自适应的调整可以有效地抑制频率的偏差。文献[15]在二阶模型VSG控制中加入虚拟阻抗环节,可以抑制系统电压和频率的波动,提升系统的稳定性。……
