微電網故障下三相電壓型并網變換器瞬態行為分析

彭　宇，黃　萌，查曉明

（武漢大學電氣工程學院，武漢430072）

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微電網故障下三相電壓型并網變換器瞬態行為分析

彭宇，黃萌，查曉明

（武漢大學電氣工程學院，武漢430072）

摘要：三相電壓源型變換器（VSC）是交直流混合電力系統中重要的功率接口裝置。交直流混合系統存在諸如電網側故障或直流側負載變化等擾動，對其中功率接口變換器造成難以預計的影響。著重研究微電網故障時并網變換器的瞬態響應過程及其機理。首先，給出了電網三相電壓暫降時三相電壓源型變換器的失穩的瞬態響應現象。然后，通過非線性分析揭示了該不穩定現象的物理本質，并通過系統建模計算給出了系統參數空間中的穩定域范圍；最后，通過微電網與變換器仿真驗證了分析計算的有效性。

關鍵詞：并網變換器；瞬態響應；微電網；非線性分析；穩定性

Project Supported by the National Nature Science Foundation of China（51507118）；the Fundamental Research Funds for Central Universities Program（410500078）

引言

近年來，新能源發電、微網、高壓直流輸電HVDC等交直流混合系統受到了廣泛關注。在這些交直流混合系統中，通常需要電力電子變換器作為功率交換接口，起到穩定直流母線電壓、降低交流電流諧波含量的作用［1-4］。其中，三相電壓源型變換器VSC （voltage-source converter）具有穩定性高、功率因素可控等優點，因而被廣泛應用。

相較于傳統的旋轉電機，并網變換器對電網故障的響應大為不同。三相電壓源型變換器中含有對電流處理能力較弱的半導體開關，因而需要引入附加控制來保證設備正常運行［5］。同時變換器控制環節的多樣性及交直流混合系統中故障多樣性造成系統故障響應的復雜性。……