弱受端场景下角型链式STATCOM接入HVDC系统的阻抗建模及稳定性分析

作者：刘一锋; 周小平^*; 洪乐荣; 夏海涛; 尹寒航; 朱仁龙; 邓凌峰; 陈斌超

来源：电网技术, 2023, 47(03): 1269-1279.

DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2022.0235

• 电网换相换流器型高压直流输电
• 角型链式静止同步补偿器
• 谐波状态空间建模
• 阻抗模型
• 稳定性分析

为抑制电网换相换流器型高压直流输电(line-commutated converter based high-voltage direct-current,LCC-HVDC)换相失败的发生，静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)在受端系统得到应用。然而随着LCC-HVDC系统的发展及新型电力系统的构建，受端电网呈现弱电网的特征。在弱电网条件下，LCC-HVDC系统、STATCOM与弱受端电网交互作用容易引发谐波振荡。该文采用阻抗分析法分析了含角型链式STATCOM的LCC-HVDC系统与受端电网的交互稳定性问题。首先提出一种改进的LCC交流电流和直流电压计算方式，以避免LCC复杂的换相开关函数的线性化。然后基于谐波状态空间(harmonic state space,HSS)理论，分别推导了LCC-HVDC系统以及角型链式STATCOM的多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)阻抗模型。此外，为了便于阻抗测量和稳定性分析，将MIMO阻抗模型等效转化为单输入单输出(single-input single-output,SISO)阻抗模型，并分析了角型链式STATCOM未接入和接入LCC-HVDC系统下的阻抗特性，揭示了含角型链式STATCOM的LCC-HVDC系统在弱受端电网下振荡的机理。分析表明：LCC-HVDC系统单独运行时受端系统容易在中低频段出现正序谐波振荡，而角型链式STATCOM接入后受端系统容易在中低频段内出现负序谐波振荡。最后，通过仿真验证了分析的正确性。

• 单位
  湖南大学