双馈风电场孤岛经模块化多电平换流器直流输电并网系统小信号稳定性分析与振荡抑制方法

风电场孤岛经模块化多电平换流器直流输电(MMC-HVDC)系统并网已成为规模化风电外送及消纳的重要手段之一。孤岛风电场出力受风速影响存在多变的功率运行点,导致其经内部动态特性复杂的MMC并网时,很有可能在某些功率运行点处出现振荡失稳现象。本文首先建立双馈风电场孤岛经MMC-HVDC并网系统的详细小信号模型,并通过详细电磁暂态仿真分析证明了模型的正确性。然后通过特征根法研究风电场出力变化时并网系统的小信号稳定性,并基于参与因子法揭示导致系统失稳的主导模式及关键参数,指出环流抑制控制器(CCSC)参数对并网系统稳定性影响很大,若CCSC参数不合理,随着风电场输出功率增加,并网系统容易出现振荡失稳现象。最后综合考虑CCSC独立控制环节的动态特性及整个并网系统的小信号约束,提出一种可以有效抑制双馈风电场孤岛经MMC-HVDC并网系统小信号失稳现象的方法。