双馈入VSC并网系统单输入单输出传递函数建模与稳定性分析

作     者：尹睿 孙媛媛 王姗姗 赵兵 吴广禄 杨盼博 秦善萌 赵悦彤 YIN Rui;SUN Yuanyuan;WANG Shanshan;ZHAO Bing;WU Guanglu;YANG Panbo;QIN Shanmeng;ZHAO Yuetong

作者机构：电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学电气工程学院)山东省济南市250061 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19期

页      面：6724-6738页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家电网公司科技项目:大规模新能源柔直电网无源送出系统协调控制理论与关键技术研究(XT71-18-007) 

主　　题：双馈入VSC并网系统 单输入单输出 传递函数 稳定性 锁相环 

摘      要：为克服多电压源型换流器(voltage-sourceconverter,VSC)并网系统阶数高、稳定机理分析复杂等问题,该文基于并网VSC系统单输入单输出(single-inputsingle-output,SISO)传递函数模型,将高阶次的多馈入VSC并网系统降阶为一维低阶系统,简化多馈入VSC并网系统建模与稳定性分析过程。以双馈入VSC并网系统为例,该文推导双馈入VSC并网系统SISO传递函数模型,分析双馈入并网系统VSC间产生耦合的原因,揭示交流电网强度与锁相环带宽影响双馈入VSC并网系统稳定性的机理。分析表明,当双馈入VSC并网系统的控制参数相同时,联络线阻抗使得并网系统VSC之间产生耦合,进而增大SISO传递函数的初始幅值,导致相同电网强度下双馈入VSC并网系统较单馈入VSC并网系统更易失稳。而当双馈入VSC并网系统控制参数不同时,锁相环动态使得并网系统VSC间通过电网阻抗产生耦合,SISO传递函数幅值裕度将随锁相环带宽向有较大锁相环带宽VSC靠近时减小,即双馈入VSC系统锁相环带宽越接近于带宽较大的一方,SISO传递函数幅值裕度越低,系统越易失稳。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型进行频域和时域仿真,验证所提出SISO传递函数模型与机理分析的正确性。