为研究电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)控制链路延时对系统小信号稳定性的影响,首先,建立考虑控制链路延时后的LCC系统小信号模型,包括状态空间模型和单输入单输出...为研究电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)控制链路延时对系统小信号稳定性的影响,首先,建立考虑控制链路延时后的LCC系统小信号模型,包括状态空间模型和单输入单输出反馈控制模型。然后,基于所建立的模型,研究不同交流系统强度下控制链路延时变化时系统的根轨迹移动特征,获得主导模态的振荡频率,定量评估控制链路延时对系统幅值和相位裕度的影响。最后,研究控制链路延时对系统临界运行短路比和控制参数可行域的影响,揭示控制链路延时、交流系统强度及控制系统之间的相互制约关系及交互作用机理。理论分析和仿真验证结果表明,随着控制链路延时的增加,为保证LCC系统稳定传输额定功率,交流系统强度不能过低;链路延时在一定程度上降低了控制参数的可行域,尤其是在弱系统工况,当LCC控制链路延时较大时,需适当降低定直流电压控制器或锁相环(phase-locked-loop,PLL)的带宽来保证系统稳定。展开更多
柔性直流配电系统中定功率控制的换流器具有恒功率负载特性,会降低系统阻尼,对系统的稳定性产生不利影响。针对该问题,在直流配电系统中加入超导磁储能SMES(superconducting magnetic energy storage)装置来提高系统的稳定性。推导了柔...柔性直流配电系统中定功率控制的换流器具有恒功率负载特性,会降低系统阻尼,对系统的稳定性产生不利影响。针对该问题,在直流配电系统中加入超导磁储能SMES(superconducting magnetic energy storage)装置来提高系统的稳定性。推导了柔性直流配电系统的反馈控制模型,采用频域分析法研究了换流器恒功率负载特性对系统稳定性的影响,并结合数学模型和频域分析,指出SMES装置能够为电网提供正阻尼,增大了系统开环传递函数在剪切频率处的相位裕度,从而改善了系统稳定性。为防止超导磁体两端电压过高,SMES装置与直流配电网连接的DC/DC换流器需具备一定的电压调节性能,因此研究了采用模块化多电平DC/DC换流器DC-MMC(modular multilevel DC/DC converter)的SMES装置,通过调节子模块个数灵活设置换流器电压变比,在实现换流器能量双向流动的同时控制超导磁体两端电压,以保护储能装置。最后通过时域仿真波形验证了采用DC-MMC的SMES装置在提高柔性直流配电系统稳定性方面的可行性和有效性。展开更多
文摘为研究电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)控制链路延时对系统小信号稳定性的影响,首先,建立考虑控制链路延时后的LCC系统小信号模型,包括状态空间模型和单输入单输出反馈控制模型。然后,基于所建立的模型,研究不同交流系统强度下控制链路延时变化时系统的根轨迹移动特征,获得主导模态的振荡频率,定量评估控制链路延时对系统幅值和相位裕度的影响。最后,研究控制链路延时对系统临界运行短路比和控制参数可行域的影响,揭示控制链路延时、交流系统强度及控制系统之间的相互制约关系及交互作用机理。理论分析和仿真验证结果表明,随着控制链路延时的增加,为保证LCC系统稳定传输额定功率,交流系统强度不能过低;链路延时在一定程度上降低了控制参数的可行域,尤其是在弱系统工况,当LCC控制链路延时较大时,需适当降低定直流电压控制器或锁相环(phase-locked-loop,PLL)的带宽来保证系统稳定。
文摘柔性直流配电系统中定功率控制的换流器具有恒功率负载特性,会降低系统阻尼,对系统的稳定性产生不利影响。针对该问题,在直流配电系统中加入超导磁储能SMES(superconducting magnetic energy storage)装置来提高系统的稳定性。推导了柔性直流配电系统的反馈控制模型,采用频域分析法研究了换流器恒功率负载特性对系统稳定性的影响,并结合数学模型和频域分析,指出SMES装置能够为电网提供正阻尼,增大了系统开环传递函数在剪切频率处的相位裕度,从而改善了系统稳定性。为防止超导磁体两端电压过高,SMES装置与直流配电网连接的DC/DC换流器需具备一定的电压调节性能,因此研究了采用模块化多电平DC/DC换流器DC-MMC(modular multilevel DC/DC converter)的SMES装置,通过调节子模块个数灵活设置换流器电压变比,在实现换流器能量双向流动的同时控制超导磁体两端电压,以保护储能装置。最后通过时域仿真波形验证了采用DC-MMC的SMES装置在提高柔性直流配电系统稳定性方面的可行性和有效性。
