【摘要】：當電壓源換流器型直流輸電(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)聯(lián)接弱交流電網(wǎng)輸送功率接近交流電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定極限時,經(jīng)典矢量控制方法無法保證換流器穩(wěn)定運行。文中分析VSC聯(lián)接于弱交流電網(wǎng)時的潮流特性,研究經(jīng)典矢量控制外環(huán)在弱交流電網(wǎng)條件下的特性,通過基于小信號模型的極點分析研究導致?lián)Q流器無法穩(wěn)定運行的原因,基于VSC聯(lián)接于弱交流電網(wǎng)時的失穩(wěn)機理提出一種改進矢量控制方法,在矢量控制外環(huán)增加前饋支路,增加暫態(tài)無功響應速度,提高弱交流電網(wǎng)條件下VSC在輸送功率接近交流電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定極限時的穩(wěn)定性。最后,基于小信號建模的極點分析和時域仿真結(jié)果驗證改進矢量控制方法的有效性。
【圖文】：

所示。分析計算結(jié)果可知：為維持PCC電壓恒定，表1主電路參數(shù)Tab.1Parametersofthemaincircuit參數(shù)SCR=1SCR=5交流電壓線電壓有效值/kV195195交流系統(tǒng)額定容量/MW350350交流系統(tǒng)額定頻率f/Hz5050X/R1010交流系統(tǒng)等效電感Ls/mH345.869.2交流系統(tǒng)等效電阻Rs/Ω10.8642.173換流變壓器漏電感Lc/mH69.269.2換流變壓器及線路等效電阻Rc/Ω1.08641.0864并聯(lián)無功補償電容Cf/μF00直流電壓Udc/kV400400有功功率/pu功無流電pu/1.01.00.50.01.00.50.50.00.51.0SCR=5SCR=1圖3X/R=10時無功電流與有功功率間的關(guān)系Fig.3TherelationshipbetweenicqandPwhenX/R=10

跟蹤外環(huán)控制的輸出電流指令i*cd、i*cq，如式(9)所示。*ii*picccc*ii*picccc()()()()ddddqqqqqdkvukiiLiskvukiiLisωω=++=+(9)式中：v*d、v*q為換流器輸出電壓參考值的d、q軸分量；kpi、kii為內(nèi)環(huán)控制的比例、積分系數(shù)，kpi=αLc，kii=αRc，其中α為內(nèi)環(huán)控制的帶寬，，通常不大于開關(guān)頻率的0.5倍。icd-++icq--icdicquduq+電流內(nèi)環(huán)電抗模型Ki(s)Ki(s)ucqucd圖4VSC矢量控制的內(nèi)環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖Fig.4SchematicdiagramoftheinnerloopofthevectorcontrolofVSC鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)見圖1，其數(shù)學模型為ipllcppll1()qskkusθωωΔ=ΔΔ=+Δ(10)式中：Δucq是Δuq經(jīng)過Park變換后的量；kppll、kipll為PLL的比例、積分系數(shù)，kppll=2ξωn/uam，kipll=ω2n/uam，其中ξ為期望的鎖相環(huán)回路的阻尼因子[12]，建議取0.707，uam為PCC相電壓峰值，額定角頻率ωn=314rad/s。2.2有功、無功獨立控制實現(xiàn)的條件由式(7)知Pc、Qc是否可以實現(xiàn)獨立控制取決于變量ud，也即PCC點電壓U。如果PCC電壓幅值近似恒定，Pc、Qc之間互相獨立，反之，Pc、Qc通過PCC電壓互相影響。根據(jù)功率守恒對圖1中母線B2列寫潮流方程，可得式(11)。求解方程組(11)可得PCC點電壓U的

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