直流电网阻抗建模与振荡机理及稳定控制方法

作者：黄旭程; 刘亚丽; 陈燕东; 何志兴^*; 伍文华; 宁倩; 刘舒怡; 罗安

来源：电力系统保护与控制, 2020, 48(07): 108-117.

DOI：10.19783/j.cnki.pspc.190533

• 直流电网
• 电压源变换器VSC
• 下垂控制
• 高频振荡
• 阻抗稳定性
• 虚拟阻容性阻抗

维持直流母线电压稳定是直流电网高效、安全、稳定运行的前提。多个电压源变换器(Voltage Source Converter,VSC)经下垂控制接入直流电网,下垂控制等效于在VSC直流端口增加虚拟电阻,实现多VSC之间的功率分配的同时增加了系统阻尼。但研究发现,采用直流电压下垂控制的VSC,其输出阻抗会在电压控制带宽外呈现负阻性,该负阻抗会与线路阻抗、负载输入电容及恒功率负载(Constant Power Load, CPL)相互作用,引起直流系统振荡。针对此问题,建立了典型的单母线直流电网系统小信号模型,分析了直流系统的稳定性。提出一种虚拟阻容性阻抗的稳定控制方法,使得VSC输出阻抗在电压控制带宽外保持较大的正阻性,抑制直流系统的振荡。同时所提方法能够增大VSC直流端口的容性阻抗,增强直流系统的惯性,提升母线电压抗负载波动的能力。最后,仿真验证了所提控制方法的正确性和有效性。

• 单位
  全球能源互联网研究院; 湖南大学