多端柔性直流输电系统中下垂控制对小干扰稳定影响机理分析

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1、第44卷第504期电测与仪表Vol.44No.5042007年第12期ElectricalMeasurement&InstrumentationDec.2007多端柔性直流输电系统中下垂控制对小干扰稳定影响机理分析及参数优化张瑞（国网安徽省电力有限公司淮北供电公司，安徽淮北235000）摘要：针对多端柔性直流输电的下垂控制方式，研究其工作特性和控制原理，推导其小信号模型，得到基于下垂控制的多端柔性直流输电系统(Voltagesouredconverterbasedmulti-terminaldirectcurrent,VSC-MTDC)小信号模型。在此基础上推导出下

2、垂控制下换流站对交流系统的影响机理，并得到相关结论。最后在一个基于两区四机的三端直流网络系统中证明了文中模型及结论的正确性，即下垂控制对振荡传递的双向性，并得到下垂系数对系统稳定的影响机理。接着使用粒子群算法求解最优的下垂系数，对比仿真结果证明了其可行性和优越性。仿真结果还显示直流系统对低频振荡的隔离性，通过直流系统引起的受迫振荡幅度较小。关键词：多端柔性直流输电；下垂控制；小干扰稳定；模态分析法；直流拓扑DOI：中图分类号：TM761文献标识码：A文章编号：Small-signalmodelingandanalysisofEffectofdroopcontroli

3、nVSC-MTDCbasedonDCvoltageonmechanismanalysisandparameteroptimizationofsmall-signalstabilitydroopcontrolZhangRui（(HuaibeiPowerSupplyCompany,StateGridAnhuiElectricPowerCo.,Ltd.,Huaibei235000,Anhui,China）)Abstract：ThispaperstudiestheworkingcharacteristicsandcontrolprinciplesofDCdroopcontr

4、olofVSC-MTDC(voltagesouredconverterbasedmulti-terminaldirectcurrent)anddeducededucesitssmall-signalmodelbasedondroopcontrolstrategy.Onthisbasis,theimpactmechanismofVSCstationonACsystemandrelevantconclusionsarederived.Finally,thecorrectnessoftheproposedmodelandconclusionsarevalidatedina

5、three-terminalDCsystembasedon2A4Msystemandtheimpactofdroopcoefficientonsystemstabilityisrevealed,i.e.thebidirectionalcharacteristictospreadoscillations.Then,theoptimaldroopcoefficientisobtainedbasedonPSOwhosefeasibilityandsuperiorityaredemonstratedbycomparativesimulations.Simulationres

6、ultsalsorevealtheisolationofDCsystemtolowfrequencyoscillations,theamplitudeofforcedoscillationscausedthroughDCsystemisrelativelysmall.Keywords：VSC-MTDC,droopcontrol,small-signalstability,Eigen-analysis,DCtopology-1-第44卷第504期电测与仪表Vol.44No.5042007年第12期ElectricalMeasurement&Instrumentatio

7、nDec.20070　引言基于电压源型换流器的高压柔性直流输电(Voltagesourcedconverterhighvoltagedirectsystem,VSC-HVDC)系统是实现风能等新能源接入、向城市孤岛送电以及大规模非同步电网互联的关键技术之一，随着近年来海上风力发电等新能源的快速发展而日益成为研究和工程应用的热点[1-4]。由多个VSC换流站和输电网络组成的多端柔性直流输电(Multi-terminaldirectcurrent，MTDC)系统以其灵活性、经济性和可靠性，在新能源并网、孤岛供电和城市直流配电网等领域有着广泛的应用前景[5-8]。目前