基于模块化多电平换流器的高压柔性直流输电系统(modular multilevel converter-based high voltage direct current,MMC-HVDC)常采用双极接线方式以提高系统功率输送能力和可靠性。然而目前对于风电场经柔直外送系统的稳定性研究集中...基于模块化多电平换流器的高压柔性直流输电系统(modular multilevel converter-based high voltage direct current,MMC-HVDC)常采用双极接线方式以提高系统功率输送能力和可靠性。然而目前对于风电场经柔直外送系统的稳定性研究集中于单极接线方式,孤岛直驱风电场与采用不同双极协调控制的双极MMC-HVDC互联系统小信号稳定性问题还有待进一步探究。该文首先考虑频率耦合特性、参考系初相位和直流侧耦合特性的影响,分别建立了采用双U/f下垂控制和定U/f-P/Q控制的双极MMC-HVDC系统交流侧等效SISO阻抗模型,并详细分析了金属回线阻抗和双极间功率均分度对交流阻抗特性的影响。接着对比研究了两种协调控制中共有控制环路和特有控制环路对交流侧负电阻特性及互联系统稳定性的影响规律。最后,孤岛直驱风电场经两种双极协调控制下双极MMC-HVDC外送系统Matlab/Simulink时域仿真结果和硬件在环半实物实时仿真实验结果验证了所提出的小信号阻抗模型的精确性和稳定性分析结论的有效性。展开更多
模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其耐压高,结构简易,控制多样化等特点,在高电压大容量工况中受到广泛应用,故对其精确建模成为当前研究热点。而直接对三相模块化多电平换流器进行谐波状态空间(harmonic state s...模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其耐压高,结构简易,控制多样化等特点,在高电压大容量工况中受到广泛应用,故对其精确建模成为当前研究热点。而直接对三相模块化多电平换流器进行谐波状态空间(harmonic state space,HSS)建模存在模型维度高,复杂性强,物理特性揭示不明确等缺点。该文利用三相系统的参数对称性,首先将三相MMC系统简化为单相系统,进行状态空间模型的构建。并在模型中引入序分量以反映三相系统各信号间的相互关系。其次将该相序映射关系与控制环节的传递函数相结合完成闭环模型的建立,保障数学模型的正确性。最后,在仿真平台进行了对比实验,证实简化建模方法的可行性。在此基础上,该文利用所建立的谐波状态空间方程,使用A矩阵特征值分析了单端MMC系统的稳定性。并利用阻抗分析法分析了互联系统的稳定性,最后的仿真结果也验证了理论分析的正确性。展开更多
文摘模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)具有运行稳定、控制多样化等优点,对其精确建模成为当前研究热点。提出了一种基于复矢量的MMC交直流侧阻抗建模方法。该方法根据复矢量建模的基本原理分析了换流器的正负序转换关系,并在考虑三相耦合的前提下,从差共模角度简述了三相MMC的建模要点,建立了三相系统的完整时域模型。引入谐波状态空间理论(harmonic state space,HSS)对所建模型进行处理来提高建模精度,并利用接口矩阵及阻抗求解的基本原理建立了MMC的交直流侧阻抗模型。最后在仿真平台进行了对比实验,证实了建模方法的可行性。
文摘基于模块化多电平换流器的高压柔性直流输电系统(modular multilevel converter-based high voltage direct current,MMC-HVDC)常采用双极接线方式以提高系统功率输送能力和可靠性。然而目前对于风电场经柔直外送系统的稳定性研究集中于单极接线方式,孤岛直驱风电场与采用不同双极协调控制的双极MMC-HVDC互联系统小信号稳定性问题还有待进一步探究。该文首先考虑频率耦合特性、参考系初相位和直流侧耦合特性的影响,分别建立了采用双U/f下垂控制和定U/f-P/Q控制的双极MMC-HVDC系统交流侧等效SISO阻抗模型,并详细分析了金属回线阻抗和双极间功率均分度对交流阻抗特性的影响。接着对比研究了两种协调控制中共有控制环路和特有控制环路对交流侧负电阻特性及互联系统稳定性的影响规律。最后,孤岛直驱风电场经两种双极协调控制下双极MMC-HVDC外送系统Matlab/Simulink时域仿真结果和硬件在环半实物实时仿真实验结果验证了所提出的小信号阻抗模型的精确性和稳定性分析结论的有效性。
文摘模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其耐压高,结构简易,控制多样化等特点,在高电压大容量工况中受到广泛应用,故对其精确建模成为当前研究热点。而直接对三相模块化多电平换流器进行谐波状态空间(harmonic state space,HSS)建模存在模型维度高,复杂性强,物理特性揭示不明确等缺点。该文利用三相系统的参数对称性,首先将三相MMC系统简化为单相系统,进行状态空间模型的构建。并在模型中引入序分量以反映三相系统各信号间的相互关系。其次将该相序映射关系与控制环节的传递函数相结合完成闭环模型的建立,保障数学模型的正确性。最后,在仿真平台进行了对比实验,证实简化建模方法的可行性。在此基础上,该文利用所建立的谐波状态空间方程,使用A矩阵特征值分析了单端MMC系统的稳定性。并利用阻抗分析法分析了互联系统的稳定性,最后的仿真结果也验证了理论分析的正确性。
