柔性直流输电系统高频谐振阻尼特性分析及自适应抑制.pdfVIP

第46 卷 第22 期 2022 年11 月25 日 Vol.46No.22 Nov.25,2022 DOI：10.7500/AEPS20220425002 柔性直流输电系统高频谐振阻尼特性分析及自适应抑制 尹嘉豪，吕 敬，蔡 旭 （电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240） 摘要：基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统高频谐振现象频发，MMC的高频负 阻尼特性是导致系统发生高频谐振的主要原因。文中首先采用谐波状态空间法建立了含解耦双同 步参考坐标系锁相环（DDSRF-PLL）、正负序分离算法和正负序电流控制的MMC交流侧详细阻抗 模型。然后，采用阻尼分析方法分析了MMC的高频阻尼特性，并提出参数阻尼灵敏度以定量提取 影响MMC高频阻尼的关键因素。最后，提出了一种柔性直流系统高频谐振自适应抑制策略，并与 2种典型高频谐振抑制策略进行比较，验证了所提策略在不同电网运行条件和不同MMC控制延时 下的有效性。 关键词：柔性直流输电；模块化多电平换流器（MMC）；高频谐振；稳定性分析；负序控制；阻 尼灵敏度；自适应抑制；谐波状态空间；阻抗模型 ［9-10］ 0 引言 视 。因此，现有高频简化阻抗模型用于评估柔 性直流系统高频谐振风险的准确性不足，有必要采 近年来 ，模块化多电平换流器 （modular 用更为详细的MMC阻抗模型。 multilevelconverter，MMC）以其开关频率低、波形 在高频谐振抑制策略方面，在主控制环路上附 质量高、可控性好、易于拓展等优点，在大规模新能 加有源阻尼控制是较为常见的一种方式［11-12］，主要 源柔性直流送出、交流电网互联等场合得到广泛应 ［2］ ［1］ 包括：在电压前馈通道上增加低通滤波器 、带阻滤 用 。然而，在国内建成投运的多个实际柔性直流 ［13］ ［14］ 波器 或带通滤波器 ，通过限制高频信号经前馈 工程中屡次发生高频谐振问题，如鲁西柔性直流工 ［2］ 通道传输来抑制高频谐振；在控制环路加入“虚拟导 程出现的1270Hz谐振 、渝鄂柔性直流工程出现 ［15］ ［16］ ［3］ 纳” 或“虚拟阻抗” ，通过改善特定频段内的相 的1810Hz和700Hz谐振 、张北柔性直流工程出 ［4］ 位裕度来抑制高频谐振。上述策略的本质均为频域 现的1 500Hz谐振 等，给保障电力系统安全稳定 ［5］ 阻抗特性的校正，不同的策略适用的频率范围有所 运行带来了严峻的挑战 。 差异，但均为固定的频段，当电网运行条件变化导致 为分析柔性直流系统高频谐振机理及设计高频 高频谐振频率大范围变化时，上述抑制策略的效果 谐振抑制策略，国内外学者针对M