摘要：小信号模型是动态系统稳定性分析及控制器设计的基础。通过理论分析和推导,对现有多端柔性直流输电系统小信号模型存在的不足之处加以修正和完善。首先根据换流站所连交流系统类型,灵活选择同步旋转坐标系,以避免交流系统短路容量引起的误差;然后根据换流器PWM调制原理,分析暂态情况下换流器交直流侧耦合机理并对换流器线性化方程加以完善,分别构建控制器和直流网络的线性化方程;最后形成适用于多种应用场景混合及任意拓扑结构的多端柔性直流输电系统通用小信号模型。通过电磁暂态模型与小信号模型的仿真对比,验证了该小信号模型较现有模型具备更好的准确性,对多端柔性直流输电系统稳定性分析、耦合机理研究及控制器设计具有很好的参考价值。

摘要：与多端柔性直流输电系统相连的交流电网发生故障后,系统公共连接点电压发生跌落,并伴随有过电流产生,直流电网输入、输出功率失去平衡。不平衡功率导致系统直流电压发生偏移,可能使换流站触发过电压保护脱离电网。交流故障发生后,换流站若能与直流电网保持连接并维持功率输送,即具备交流故障穿越能力,将大大提高系统的稳定性。针对上述问题,提出一种交流故障穿越控制策略,在交流故障发生后,增发无功功率维持系统公共连接点电压稳定,控制系统根据无功功率给定值,自动调整电流限幅,以抑制交流系统过电流。同时,设计了一种辅助电路,通过控制辅助电路中直流电容电压,动态改变卸荷电阻消耗的不平衡功率,从而维持直流电压稳定,提高了系统交流故障穿越能力。

摘要：随着地理上高度分散的近海风电场的大规模开发,传统并网方式已不能满足要求,提出了风电场经多端柔性直流输电系统及交流线路与电网互联的策略,并设计了各换流站的控制方法。建立了VSC-HVDC的数学模型,并分析了其工作原理。在PSCAD/EMTDC的仿真环境下,搭建了含多端柔性直流输电系统的模型,分析了混合输电方式下电网运行的稳定性。仿真结果表明交直流混合输电模式灵活、可靠、经济,风电场出口处短路故障切除后电压能够快速恢复,确保了风电的可靠输出。

摘要：柔性直流输电作为一种新型的输电系统,在电力行业中的应用越来越广泛。运用柔性直流输电系统可以发展智能化的电网系统,提高电网的运行效率,同时,降低电网运行压力,提高供电的安全性和可靠性。

摘要：多端柔性直流输电系统中存在多个换流站,换流站之间复杂的耦合关系使得直流短路电流的计算成为一个难题。针对含混合型模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的多端柔性直流系统应用场景,首先搭建了故障穿越前后混合型MMC的故障等效模型,并从混合型MMC直流故障穿越期间电路结构变化的角度出发,分析了直流故障穿越对多端柔性直流系统各支路短路电流的影响,在此基础上基于叠加定理提出直流故障穿越附加网络的概念。然后结合多端系统的近似解耦解析计算方法和直流故障穿越附加网络的概念,提出含混合型MMC的多端系统直流故障穿越期间的短路电流计算方法。最后,基于PSCAD/EMTDC平台的电磁暂态仿真结果表明,所提出的计算方法在故障发生6 ms内计算的短路电流值最大误差均在±6%以内,且具有良好的适用性,为含有混合型MMC的多端柔直系统的规划设计与保护整定提供了参考。

摘要：参与电网调频的传统下垂控制策略能够利用频率偏差和直流电压实现多端柔性直流输电系统频率之间的相互支撑。然而传统电压下垂系数固定,在分配不平衡功率时容易忽略电网的运行状态和换流站自身容量,导致换流站过载以及弱电网承担功率时频率波动较大。为解决这一问题,提出了一种参与电网调频的改进下垂控制策略。首先分析了参与电网调频的传统下垂控制策略能量调配关系。其次考虑电网的频率裕度以及换流站的自身容量重新设计电压下垂系数。在系统受到扰动后,提出的控制策略能够保证换流站不发生过载,同时实现弱电网的稳定运行。最后通过仿真软件MATLAB/SIMULINK进行仿真验证,结果表明所提控制策略提高了多端柔性直流输电系统的频率调节能力,使系统的运行水平得到有效提升。

摘要：针对采用传统固定系数下垂控制的多端柔性直流输电系统发生大的扰动后直流电压可能超出系统安全运行允许范围的问题,提出一种可以提高系统电压调节能力的自适应电压下垂控制策略。首先,考虑模型精度建立模块化多电平换流器的戴维南等效模型;然后,根据传统下垂控制的功率-电压特性关系,结合采用下垂控制的换流站本地电气量,设计新的自适应电压下垂控制器,与传统下垂控制策略相比,所提出的自适应电压下垂控制器具有更好的直流电压调节能力;最后,在电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)上搭建±200 kV四端柔性直流输电系统仿真模型,验证了所提出自适应电压下垂控制策略的有效性。仿真结果表明:所提出的直流电压自适应下垂控制策略的电压控制效果优于传统下垂控制策略。

摘要：为解决异同步控制过程中谐波含量高、直流电压回归稳态时间长的问题,提出基于MMC的多端柔性直流输电系统异同步自动控制。建立输电系统数学模型,描述多端柔性直流输电系统运行状态,利用MMC调节输电系统功率,完成不同状态下交流与直流异同步的输电方式,实现基于MMC的多端柔性直流输电系统异同步自动控制。实验证明,设计方法应用下输电系统谐波含量均下降至5%,系统直流电压回归稳态时间最快为0.36 s,具有良好的控制效果。

摘要：针对大型风电场接入模块化多电平换流器多端柔性直流输电系统的交流线路故障电气特性进行分析研究,提出对应不同故障电气特性的控制与保护策略,基于PSCAD仿真平台进行故障特性与控制保护策略的仿真研究,研究表明所提出的控制保护策略在大型风电场接入柔性直流输电系统发生交流线路故障时可以很好地保护系统安全运行,维持系统功率传输。

摘要：多端柔性直流输电系统(VSC-MTDC)有多个送端和受端,能够降低线路损耗、便于控制潮流,在风电远距离外送、向无源负荷供电等领域有着明显技术优势。对连接电网、无源负荷和风电场的三端VSC-MTDC系统故障穿越进行研究。发生故障时,向无源负荷供电的受端站优先快速供给无功功率,帮助负荷侧交流电压的恢复;连接电网的送端站优先快速供给有功功率,帮助系统尽快实现功率平衡,保障系统直流电压质量。为了验证控制效果,在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,结果表明所提控制策略减小故障对交流电压的影响,加快系统故障响应速度。