互联异步电网VSC-HVDC的惯量与阻尼模拟控制策略

作者：朱介北; 王晓南; 俞露杰; 刘娜; 葛延峰; 李霞林; 王成山

来源：中国电机工程学报, 2022, 42(22): 1-15.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.211950

• 频率响应
• 电力系统稳定性
• 柔性直流传输
• 功率控制

本文针对背靠背柔性直流输电系统 (Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)，提出一种惯量与阻尼模拟控制(Inertia and Damping Emulation Control，IDEC)策略。在IDEC策略下，功率调节换流站(Power-Regulating VSC，PR-VSC)通过改变其有功功率参考值来模拟同步发电机动态特性，而直流电压调节换流站(DC-Voltage-Regulating VSC，DR-VSC)则采用直流电压/频率下垂控制将该侧电网的频率无通信传输至PR-VSC，进而实现模拟惯量和阻尼所需的功率变化。为避免PR-VSC IDEC和DR-VSC IDEC控制器在两侧异步电网同时发生频率扰动时发生冲突，IDEC控制又嵌入了一种新型支撑模式选择算法，通过频率变化率的比较，有效地对IDEC支持模式进行优先级排序。本文首先通过小信号稳定性分析，优化了IDEC控制器关键参数；通过控制器硬件在环实验，验证了所提出的IDEC方案的有效性。结果表明，所提出的IDEC策略通过以惯量和阻尼模拟的形式增加异步交流系统的同步性，可有效促进异步互联交流系统在暂态过程中的互相支撑，整体增强了互联异步电网的频率稳定。

• 单位
  天津大学; 国网辽宁省电力有限公司; 国网北京市电力公司; 智能电网教育部重点实验室