微网互联系统中背靠背变流器协调阻抗优化控制

作者：林原; 张建浩; 徐岩

来源：华北电力大学学报(自然科学版), 2021, 48(06): 24-31.

• 微电网
• 背靠背变流器
• 小信号建模
• 稳定性分析
• 协调控制

通过背靠背变流器进行微网之间的互联,可以实现故障隔离、有功无功解耦控制、微网互联系统内功率双向传输控制等,但是背靠背变流器中,采用定功率控制的变流器作为恒功率负载时,其端口阻抗呈负阻抗特性,这会降低系统稳定性,导致系统发生振荡。针对这一问题,在已有单阻抗优化控制的基础上,提出了一种协调阻抗优化控制,通过消除两侧端口阻抗的相位差,在更大程度的提升了系统稳定性。首先,介绍了微网互联系统的结构以及背靠背变流器的拓扑和控制。其次,对传统控制下的两侧变流器直流侧端口阻抗进行了小信号建模,分析阻抗特性。然后,在单阻抗优化控制的基础上,分析了协调阻抗优化控制的工作原理,并重新对优化后的端口阻抗进行建模。通过最小环路比和奈奎斯特稳定性判据,对比分析了三种控制下系统的稳定性。结果表明:协调阻抗优化控制能使两侧变流器直流侧阻抗在低频段均呈正阻抗特性,消除相位差,使系统具有更大的稳定裕度,保持更好的稳定性。最后通过Matlab/Simulink仿真对所提控制的有效性进行了验证。

• 单位
  新能源电力系统国家重点实验室; 华北电力大学