弱电网下电网阻抗与PLL耦合效应对并网MMC系统稳定性的影响分析

作     者：吴向阳 何梨梨 李杨 帅智康 Wu Xiangyang;He Lili;Li Yang;Shuai Zhikang

作者机构：湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2025年第40卷第4期

页      面：1236-1253页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(52125705,52207202) 国家自然科学基金青年科学基金(52307201) 中国博士后科学基金(2022M721082) 湖南省重点研发计划(2023GK2010)资助项目 

主　　题：弱电网 模块化多电平换流器(MMC) 电网阻抗 锁相环(PLL) 耦合效应 稳定性 

摘      要：在弱电网条件下,电网阻抗与锁相环(PLL)耦合效应会引起并网模块化多电平换流器(MMC)系统失稳,对电力系统的安全运行产生威胁。该文提出结合系统等效环路增益零极点和频域特性的稳定性分析方法,揭示弱电网下并网MMC系统失稳的根本原因。首先,构建包含MMC内部动态特性的等效环路增益模型,该模型刻画了电网阻抗与PLL耦合效应和复杂控制系统之间的交互作用。其次,提出结合系统等效环路增益零极点和频域特性的稳定性分析方法,分析结果表明,电网阻抗与PLL耦合效应在系统等效环路增益中引入右半平面极点,这将破坏系统的稳定性;通过增加基频电流控制的增益可以缓解这种潜在的失稳问题,但要彻底消除电网阻抗与PLL耦合效应引起的失稳问题,需要设计相应的环路补偿方案。最后,实验结果验证了理论分析的正确性以及消除电网阻抗与PLL耦合效应从而改善并网MMC系统稳定性方法的有效性。