混合多端直流输电系统直流侧阻抗建模及谐振抑制
2023-09-21宁联辉吴再驰侯凯康小宁张海涛杨彩虹
宁联辉,吴再驰,侯凯,康小宁,张海涛,杨彩虹
(1. 西安交通大学电气工程学院,西安 710049;2. 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),南京 211106;3. 国电南瑞南京控制系统有限公司,南京 211106)
0 引言
整流侧为电网换相换流器(line commutated converter, LCC),逆变侧为模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的混合多端直流输电(hybrid multi-terminal HVDC, H-MTDC)结合了二者的优势,可以避免换相失败问题以及向多个负荷中心送电[1]。南方电网于2018 年5 月开始建设乌东德混合高压直流输电工程,其建成对促进送端能源消纳,提高受端电网稳定性等方面具有重大意义[2],是未来直流输电发展的主流方向。
混合多端直流输电系统包含了多个换流站、直流线路等子系统,其均可看作是等效电阻、电感和电容的组合,因此H-MTDC系统必然存在其谐振频率[3]。由于各子系统的等效电阻较小,如果控制系统无法提供足够大的阻尼,开关器件的死区效应、取样和触发延时等因素都可能诱发系统直流侧的谐振,增大系统损耗,减少设备寿命,严重时会使系统失稳[4]。有关H-MTDC 系统的研究集中在控制策略[5-7]、启停方案[8]、故障响应[9-11]、潮流计算[12]、小干扰建模[13]、控制参数优化[14]、可靠性评估[15]等方面,而对于系统直流侧阻抗建模和谐振抑制策略的研究鲜见报道。
为研究混合多端直流输电系统直流侧的谐振特性和抑制策略,可采用频域下的阻抗分析法。大部分文献采用此方法对直流输电进行的研究集中于柔性双端和柔性多端系统的阻抗建模、小干扰稳定性和振荡分析等方面[16-18]。……
