基于电容能量的模块化多电平换流器次同步振荡抑制及其阻抗分析

作     者：朱蜀 刘开培 王庆 李彧野 秦亮 季柯 程帆 王方洲 ZHU Shu;LIU Kaipei;WANG Qing;LI Yuye;QIN Liang;JI Ke;CHENG Fan;WANG Fangzhou

作者机构：武汉大学湖北省武汉市430072 国家电网公司设备管理部北京市西城区100032 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2021年第41卷第6期

页      面：2230-2244页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFB0903705)。 

主　　题：模块化多电平换流器 阻抗建模 谐波状态空间 次同步振荡 电容能量控制 

摘      要：针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)易与风机和弱电网相互作用导致次同步振荡的情况,文中提出一种基于MMC电容能量控制的次同步振荡抑制方法。该方法通过控制环流的零序分量来调制MMC中储存的电容能量,使得电容能量根据公共连接点频率对次同步振荡进行阻尼。基于谐波状态空间理论建立考虑能量控制的MMC序阻抗模型,从交流侧阻抗角度分析能量控制对MMC动态的影响,并研究MMC与风机和弱电网相互作用导致次同步振荡的机理。分析结果表明,能量阻尼控制抑制了MMC阻抗中次同步频段的谐振峰;风电出力过大或电网短路比过小时,MMC易出现次同步振荡;在MMC采取定交流电压与定功率控制两种情形下,文中提出的能量阻尼控制都能有效阻尼次同步振荡。此外,理论阻抗建模及控制器性能都在电磁暂态仿真中得到验证。