交流微电网直流互联变流器系统多阻抗优化控制

作     者：刘振国 金铭 于海 陈文涛 杨定乾 LIU Zhenguo;JIN Ming;YU Hai;CHEN Wentao;YANG Dingqian

作者机构：国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830013 

出 版 物：《中国电力》 (Electric Power)

年 卷 期：2023年第56卷第2期

页      面：93-101,156页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

基　　金：国家电网公司总部科技项目(5230DK180015)。 

主　　题：交流微电网 变流器 小信号建模 稳定性分析 优化控制 

摘      要：为了实现系统功率双向传输控制、有功无功解耦控制、故障隔离等目标,2个交流微电网通过背靠背结构的电压源型变流器(VSC)进行直流互联。在功率双向流动系统中,定功率控制模式下变流器作为功率负载时,其直流或交流端口阻抗会呈负阻抗特性,进而减小系统阻尼,容易让系统失去稳定。针对该问题,提出一种多阻抗优化控制方法,不仅将该变流器直流和交流端口的负阻抗优化为正阻抗,还对定直流电压模式下的变流器直流端口阻抗进行优化,减小两侧阻抗的相位差,多角度增强系统的稳定性。首先,对系统的结构和控制进行了简单介绍。其次,对优化前两侧变流器多个端口阻抗的特性进行分析。然后,分析了多阻抗优化控制的工作机理,并得到优化后的端口阻抗模型。依据最小环路比和奈奎斯特稳定判据,对比分析了优化前后系统的稳定性。结果表明:提出的多阻抗优化控制方法能对系统中多个端口阻抗进行优化,不仅可以将原交、直流侧的阻抗特性从负优化为正,还可以减小直流侧阻抗间的相位差,使系统保持更大的稳定裕度。最后通过Matlab/Simulink仿真对所提控制方法的有效性进行了验证。