考虑MMC环流控制的海上风电经柔直送出系统阻抗塑造方法-北极星风力发电网

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摘要：基于阻抗分析方法，以模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）环流控制为研究重点，对海上风电经柔直送出系统的稳定性影响展开深入研究。首先，采用谐波线性化的方法建立了柔直换流站与海上风电场的阻抗模型，进而推导了计及频率耦合效应的海上风电经柔直送出系统的阻抗模型。其次，基于阻抗稳定判据，揭示了环流控制对MMC阻抗及柔直送出系统稳定性的影响，进而提出了一种基于环流环节的MMC阻抗重塑控制方案。最后，通过RT-LAB硬件在环实时仿真系统，验证了稳定性分析结果的正确性和阻抗塑造方案的可行性。

结论：本文以海上风电经柔直送出系统为研究对象，建立了柔直送出系统的阻抗模型，结合稳定判据分析了MMC-HVDC环流控制对阻抗及系统稳定性的影响，并设计了相应的基于环流控制的阻抗重塑方案，得出结论如下。1）计及频率耦合效应的柔直送出系统阻抗模型可以准确刻画MMC-HVDC内部动态行为，适用于海上风电经柔直送出系统的稳定性研究。2）环流控制在次、超同步频段对系统阻抗有影响，而仅改变环流控制参数对系统阻抗的优化作用有限。3）基于环流控制的阻抗重塑增强了系统的阻尼，能够有效抑制MMC-HVDC的阻抗谐振峰值，同时极大地保留了原有控制的性能。