弱受端场景下角型链式STATCOM接入HVDC系统的阻抗建模及稳定性分析

摘要：

为抑制电网换相换流器型高压直流输电(line-commutated converter based high-voltage direct-current,LCC-HVDC)换相失败的发生,静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)在受端系统得到应用.然而随着LCC-HVDC系统的发展及新型电力系统的构建,受端电网呈现弱电网的特征.在弱电网条件下,LCC-HVDC系统、STATCOM与弱受端电网交互作用容易引发谐波振荡.该文采用阻抗分析法分析了含角型链式STATCOM的LCC-HVDC系统与受端电网的交互稳定性问题.首先提出一种改进的LCC交流电流和直流电压计算方式,以避免LCC复杂的换相开关函数的线性化.然后基于谐波状态空间(harmonic state space,HSS)理论,分别推导了LCC-HVDC系统以及角型链式STATCOM的多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)阻抗模型.此外,为了便于阻抗测量和稳定性分析,将MIMO阻抗模型等效转化为单输入单输出(single-input single-output,SISO)阻抗模型,并分析了角型链式STATCOM未接入和接入LCC-HVDC系统下的阻抗特性,揭示了含角型链式STATCOM的LCC-HVDC系统在弱受端电网下振荡的机理.分析表明:LCC-HVDC系统单独运行时受端系统容易在中低频段出现正序谐波振荡,而角型链式STATCOM接入后受端系统容易在中低频段内出现负序谐波振荡.最后,通过仿真验证了分析的正确性.

关键词：电网换相换流器型高压直流输电、角型链式静止同步补偿器、谐波状态空间建模、阻抗模型、稳定性分析

所属期刊栏目：47

分类号：TM721(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金;湖南省自然科学基金项目;长沙市科技计划项目

在线出版日期：2023-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1269-1279