基于复转矩系数的无内环构网变流器低频振荡分析与抑制策略

在高电力电子化系统中，无内环构网变流器因控制简单、电压源特性优良而广泛应用，但在弱阻尼系统中易引发低频振荡。本文采用复转矩系数法，揭示其失稳机理在于常值虚拟阻抗在低频段缺乏相位滞后，难以提供有效阻尼转矩，且增大虚拟阻抗会加剧无功环路负阻尼。为此，提出基于低通滤波器的虚拟阻抗策略，增强系统低频阻尼转矩。仿真与StarSim半实物实验结果验证了该策略对低频振荡的有效抑制能力。

在电力电子化程度逐渐增加的电力系统中,构网变流器由于能够自主建立机端电压和频率的特性被广泛研究.其中,无内环的构网变流器因其电压源特性较好、控制结构简单而应用较广.然而,无内环变流器在面临系统阻尼较弱情形时容易进入低频振荡.为提高无内环变流器的并网低频稳定性,文中利用复转矩系数分析方法,揭示了无内环构网变流器的低频失稳机理为常值虚拟阻抗在低频区间无滞后特性,故而难以提供系统低频阻尼转矩,且虚拟阻抗增加会引起无功环路的负阻尼增大.针对常值虚拟阻抗策略在面临扰动时所提供低频阻尼转矩不足的问题,提出基于低通滤波器的虚拟阻抗策略以增加阻尼转矩进而抑制低频振荡.最后,通过MATLAB/Simulink仿真以及StarSim半实物实验验证了所提低通虚拟阻抗策略的有效性.