MMC功率接口穩(wěn)定性分析方法及改進(jìn)措施

李國(guó)慶 ，谷懷廣，吳學(xué)光 ，劉 棟

（1.東北電力大學(xué) 電氣工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；2.國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院 直流輸電技術(shù)研究所，北京 102211）

0 引言

數(shù)模混合仿真功率連接技術(shù)可以精確模擬由開關(guān)時(shí)間為納秒-微秒級(jí)電力電子器件構(gòu)成的柔性直流輸電換流閥動(dòng)態(tài)特性，逐漸成為了針對(duì)模塊化多電平換流器 MMC（Modular Multilevel Converter）開展仿真研究的重要手段。但是由功率接口設(shè)備引起的系統(tǒng)延時(shí)對(duì)數(shù)模混合仿真系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來的影響，成為了當(dāng)下亟需解決的難題。

國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者針對(duì)數(shù)模混合仿真相關(guān)基礎(chǔ)理論做了一些具體的研究［1-5］。文獻(xiàn)［6］采用基于輸電線貝杰龍模型的功率連接接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)模混合仿真，該算法需要實(shí)時(shí)采集歷史電壓源和歷史電流源的值，缺點(diǎn)是需要在物理側(cè)增加電阻，電阻參數(shù)與線路有關(guān)，實(shí)現(xiàn)不夠靈活，在大功率場(chǎng)合該電阻還會(huì)消耗大量能量［7］，并且在基于MMC的數(shù)模混合仿真中物理動(dòng)模側(cè)采集歷史數(shù)據(jù)實(shí)施起來較為困難。

通過補(bǔ)償接口延時(shí)可以有效改善系統(tǒng)穩(wěn)定性。文獻(xiàn)［8］針對(duì)接口中的直流偏移現(xiàn)象提出了一種直流控制環(huán)，通過采取延時(shí)補(bǔ)償解決由延時(shí)帶來的穩(wěn)定性問題，但未得出滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的一般性條件，且該方法對(duì)于MMC動(dòng)模的數(shù)模混合仿真而言適用性不強(qiáng)。因此，針對(duì)MMC動(dòng)模的數(shù)模混合仿真接口穩(wěn)定問題，有待進(jìn)一步深入研究。

本文針對(duì)數(shù)模混合仿真常用接口算法、系統(tǒng)延時(shí)補(bǔ)償技術(shù)、滿足電壓型理想變壓器ITM（Ideal Transformer Model）算法解耦線性負(fù)載數(shù)模混合仿真接口穩(wěn)定的必要條件等做了詳細(xì)的分析和研究，并利用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD對(duì)所研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了離線仿真驗(yàn)證，為順利開展數(shù)模混合仿真聯(lián)合調(diào)試奠定了理論基礎(chǔ)。……