中压直流配电场景下混合型MMC过调制工况对运行稳定性的影响分析

摘要

混合型模块化多电平换流器(hybridMMC)可通过过调制运行实现中压直流(MVDC)配电网的直流故障穿越．现有研究未充分分析过调制工况下混合型MMC的运行稳定性，无法满足中压直流配电网的运行需求．为此，本文通过与正常工况进行对比，分析了过调制工况对混合型MMC运行稳定性的影响．首先，在电气与控制部分统一的dq坐标系下，构建考虑直流调制比的混合型MMC小信号模型，并将其与详细电磁暂态(EMT)仿真结果对比，验证所建立模型的准确性；其次，对比正常及过调制工况下的根轨迹，进而从控制参数可行域的角度分析了过调制工况对系统运行稳定性的影响；然后，基于主导模态特征根的虚部计算系统失稳时的振荡频率，并将其与相同控制参数下电磁暂态仿真结果进行对比，验证上述稳定性分析结果的正确性；最后，基于参与因子法计算各状态变量对于主导模态的参与程度，从而揭示对系统稳定性影响较大的关键状态变量．理论分析及仿真结果表明，混合型MMC的内部模态会随着交流及直流电流控制器参数的增大而逐渐趋于不稳定；相较于正常工况，过调制工况下混合型MMC控制参数可行域扩大，小信号稳定性提高．

关键词

中压直流配电网 / 混合型模块化多电平换流器 / 小信号建模 / 稳定性分析 / 根轨迹

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52107121,52222704);国家自然科学基金国际合作项目(52061635103,EP/T021969/1)