针对渝鄂柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)南通道渝侧接入交流电网产生的系统高频谐振,应用阻抗分析法对影响系统稳定的柔性直流输电换流器特性进行了分析。利用渝鄂柔性直流输电换流器和交流线路参数,建立了换流器和交流线路阻抗的数学模型。应用MATLAB进行了仿真计算,得到换流器和交流线路的阻抗幅频、相频特性。对渝鄂柔性直流输电南通道渝侧二次高频振荡进行了深入剖析,找到了引起高频振荡的原因。最后,提出了渝鄂柔性直流输电高频振荡抑制策略,通过PSCAD仿真计算验证了抑制策略的正确性。
关键词:柔性直流输电(VSC-HVDC)
;
高频谐振
;
阻抗分析法
;
抑制策略
;
仿真计算
Abstract
In view of the high frequency resonance generated by Yu side connected to the AC grid in the Yu to E voltage source converter based high voltage direct current transmission (VSC-HVDC) south channel project, the characteristics of VSC-HVDC converter affecting the system stability were analyzed with the impedance analysis method. Mathematical model of the converter and AC line equivalent impedance was established by using the parameters of the converter and AC lines in Yu to E VSC-HVDC project. The impedance amplitude-frequency characteristics and phase-frequency characteristics of the converter and AC lines were obtained by applying MATLAB simulation calculation. The twice cases of high-frequency resonance in Yu side of the Yu to E back-to-back (BTB) VSC-HVDC south channel project were carried out in-depth analysis, and the cause of high frequency resonance was found by the analysis result. Finally, the high frequency resonance suppression strategy was put forward in Yu to E BTB VSC-HVDC project, and was verified by PSCAD simulation calculation.
Keywords:voltage source converter based high voltage direct current transmission (VSC-HVDC)
;
high frequency resonance
;
resistance analysis method
;
suppression strategy
;
simulation calculation
YANG Wankai, WANG Xingguo, WANG Shuyang. Analysis of High Frequency Resonance and Suppression in Yu to E VSC-HVDC Project Connected to Power Grid. Power Generation Technology[J], 2022, 43(3): 492-500 DOI:10.12096/j.2096-4528.pgt.21131
0 引言
柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)(以下简称“柔直”)技术有效地解决了传统直流依靠外部电源支撑换相问题,不产生换相失败,具有向弱交流系统供电的能力[1-2],以及结构灵活、可控性高、输出谐波小等特点[3-4],在我国大容量、远距离的电力传输系统中得到了广泛应用[5-9]。随着柔直工程投运数量的增加,单个换流站电压和容量等级从最初的±30 kV/18 MW到±800 kV/5 000 MW,换流站已经从接入35 kV配网提升至500 kV主网,柔直接入系统所带来的稳定性问题逐渐凸显[10-11],柔直工程在新能源接入、城市供电、大电网互联等应用方面已经出现了低频振荡和高频振荡现象[12-13]。
Fig. 1
Equivalent impedance circuit of grid-connected converters
图1中,UPCC为公共连接点(point of common coupling,PCC)电压,Ig为柔直接入电网电流,柔直换流器等效为理想电流源Is和模块化多电平换流器(modular-multilevel-converter,MMC)输出阻抗ZMMC的并联,电网等效为理想电压源Ug和电网阻抗Zg的串联。柔直接入电网电流可表示为
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