基于虚拟调速控制的大型孤岛新能源基地LCC直流送出方案

基于构网型新能源的电网换相换流器（LCC）高压直流输电为无常规电源支撑的大型新能源基地提供了一种高效外送方案。针对构网型新能源与LCC的功能定位及系统惯量与强度支撑问题，提出一种LCC-HVDC虚拟同步系统方案。通过LCC触发角控制实现有功功率与交流电压解耦，使风机变流器运行于P/f下垂型虚拟同步机（VSG）模式。采用负向功率流等价方法，将风机等效为负向虚拟负荷，LCC等效为负向虚拟原动机，并设计LCC虚拟调速控制以实现孤岛有功平衡与频率调节。从反馈控制角度分析系统稳定性对VSG虚拟惯量的要求及关键参数影响，给出设计方法。时域仿真验证了系统稳态运行与暂态故障穿越能力。

基于构网型新能源的电网换相换流器(LCC)高压直流输电是实现无常规电源支撑的大型新能源基地经济高效送出的一种可能方案.然而,构网型新能源和LCC的功能定位,以及系统的惯量和强度支撑能力是实现这一方案的关键.为此,提出了基于LCC高压直流输电虚拟调速控制的虚拟同步系统方案.利用LCC的触发角控制自由度实现送端孤岛的有功功率控制与交流电压幅值解耦,使风电机组变流器能够运行于基于P/f特性的虚拟同步机(VSG)模式.提出了基于负向功率流等价的虚拟同步系统构建方法,将风力发电机等价为VSG的负向功率虚拟负荷,并将LCC功能等价为负向功率虚拟原动机.基于此设计了 LCC虚拟调速控制,实现了送端孤岛的有功平衡和频率控制.从虚拟调速器反馈控制的角度,揭示了系统稳定运行对VSG虚拟惯量的要求和系统关键参数的影响,并给出了设计方法.最后,利用时域仿真验证了所设计系统方案的稳定运行和暂态故障穿越能力.