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海上风电-柔直与常规直流混合馈入系统谐振稳定性分析及优化
Resonance Stability Analysis and Optimization of Hybrid Multi-Infeed HVDC System with Offshore Wind Power VSC-HVDC and LCC-HVDC
| 作者 | 叶柏贤 · 王学梅 · 刘航 · 廖芳群 · 汪娟娟 |
| 期刊 | 电力系统自动化 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 49 卷 第 17 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 功率模块 多电平 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 海上风电 基于模块化多电平换流器的高压直流 混合多馈入系统 谐振 阻抗重塑 稳定性 广义平均理论 叶柏贤 王学梅 刘航 廖芳群 汪娟娟 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems |
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当海上风电柔性直流与常规直流输电工程受端落点相近时,将形成混合多馈入系统,其谐振特性尚不明确。本文基于广义平均理论建立电网换相换流器与模块化多电平换流器的传递函数模型,结合频变特性的长距离直流线路谐波阻抗模型,构建系统的线性化频域模型。通过推导等效交流导纳,分析系统谐振风险及控制器交互影响,研究关键参数对稳定性的作用,并提出基于交流电流反馈的阻抗重塑策略,经PSCAD/EMTDC仿真验证了该方法的有效性。
当海上风电-柔直并网工程与常规直流工程受端落点距离相近时,将形成混合多馈入直流输电系统,而该类系统的谐振特性尚不清楚.为此,文中基于广义平均理论开发了电网换相换流器和模块化多电平换流器的传递函数计算模型.在此基础上,采用考虑频变分布特性的长距离直流输电线路谐波阻抗模型,依托实际工程的典型控制结构和实例参数,建立了海上风电-柔直与常规直流混合馈入系统的线性化频域模型.然后,推导出刻画系统稳定性的单输入-单输出等效交流导纳,并分析了系统的潜在谐振问题,探究了海上风电-柔直与常规直流送端系统、柔直换流站和常规直流换流站间的控制器交互影响,以及直流功率、联络线长度、换流站无功出力等对系统稳定性特征的影响.最后,提出一种基于交流电流反馈的阻抗重塑策略,并在PSCAD/EMTDC的电磁暂态仿真模型中验证了所提控制器的有效性.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源的大型储能和光伏产品线具有重要参考价值。文中提出的基于交流电流反馈的阻抗重塑策略,可直接应用于PowerTitan储能系统和大型光伏电站的并网稳定性优化。特别是对于多个ST系列储能变流器并联运行时的谐振抑制,以及SG系列逆变器在弱电网条件下的稳定控制具有指导意义。研究成果可用于优化阳光电源产品的VSG控制算法,提升产品在复杂电网环境下的适应性。建议在新一代功率模块设计中考虑引入该阻抗优化方案,进一步提升产品竞争力。