采用功率同步控制的MMC-HVDC功率极限分析

针对适用于接入弱交流系统的模块化多电平换流器型柔性直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)功率同步控制,该文从3个角度研究影响交直流系统最大可交换功率的因素。首先从系统稳态模型分析得到接入点短路比、系统阻抗角及潮流方向对交直流系统交换功率产生的影响;然后根据功率同步控制策略建立计及电路和控制系统动态的小信号模型,通过与PSCAD/EMTDC中搭建的详细模型比较,验证小信号模型的有效性,分析小信号模型系统矩阵的特征根并经仿真验证可知,采用功率同步控制的MMC连结弱交流系统时可运行于逼近稳态功率极限且保持小信号稳定,连结强交流系统时阻尼不足;最后针对功率同步控制策略特有的同步稳定问题,寻找系统在不对称故障、对称故障、联网向无源供电状态切换等暂态过程中保持稳定时系统最小短路比,得到交流系统短路比稍大于1即可保证额定运行的换流器具备故障穿越能力。