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摘要
大量理论研究发现电压源换流器(voltagesource converter,VSC)接入薄弱电网后，易发生由“外环–锁相环”交互所主导的小扰动失稳现象，且在多个实际工程中也发现此类稳定问题。为此，国内外学者提出了大量改进控制方法，其基本原理为在有功外环、无功外环与锁相环三者之间施加附加补偿控制，以提升弱连接VSC(weak-grid connected VSC,WG-VSC)并网稳定性。该文将这些方法归纳为WG-VSC在“外环–锁相环”时间尺度下的一类小扰动稳定性提升方法。试想，这些策略都能提升稳定性，那么它们是否存在某种等效性？此外，基于等效性原理，还能否推导出其他的改进控制措施？该文研究动机是期望从方法论的视角回答上述问题，进而为解决此类稳定性问题提供基本依据。该文创新工作是基于一种能够清晰展现“外环–锁相环”交互关系的等效锁相环模型，首次揭示了这一类改进控制方法在提升WG-VSC“外环–锁相环”时间尺度小扰动稳定性方面具有等效性。此外，通过观察分析现有补偿控制策略在拓扑结构和作用机理上的特点，该文还预测了其余多种新型小扰动稳定性提升控制策略，并基于等效锁相环(phaselockedloop,PLL)模型分析得出，通过特定的控制器设计方法，可使得此类补偿控制策略在WG-VSC系统小扰动稳定性提升方面具有等效性。最后，基于PSCAD/EMTDC的详细电磁暂态仿真模型验证了该文理论分析的准确性。
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单位国网辽宁省电力有限公司; 智能电网教育部重点实验室; 天津大学
