光伏與LCC-HVDC 系統(tǒng)的次同步振蕩耦合路徑及阻尼特性分析

高本鋒，陳淑平，劉 毅

（1. 河北省分布式儲能與微網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華北電力大學(xué)）,河北省保定市 071003；2. 國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司,山東省棗莊市 277100；3. 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司,江蘇省蘇州市 215000）

0 引言

隨著“雙碳”目標(biāo)的提出,中國光伏發(fā)電進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展階段。同時,考慮到電網(wǎng)換相型高壓直流（line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC）系統(tǒng)大容量、遠(yuǎn)距離送電的優(yōu)勢,LCC-HVDC 系統(tǒng)成為光伏外送的重要方式,其中“三北”地區(qū)的大規(guī)模光伏主要經(jīng)LCC-HVDC 系統(tǒng)外送［1-2］。

現(xiàn)有研究表明,光伏自身存在弱阻尼的次同步振蕩（sub-synchronous oscillation,SSO）問題［3］。隨著中國“三北”地區(qū)光伏經(jīng)LCC-HVDC 系統(tǒng)外送（photovoltaic stations via LCC-HVDC,PVSL）工程相繼投運(yùn),LCC-HVDC 系統(tǒng)送端近區(qū)的光伏容量持續(xù)增加,其振蕩穩(wěn)定性問題更加凸顯［4］,光伏和LCC-HVDC 系統(tǒng)的次同步交互作用可能成為引發(fā)系統(tǒng)SSO 的因素之一［5］。針對光伏與LCC-HVDC系統(tǒng)間電氣距離較小的場景,光伏與LCC-HVDC系統(tǒng)的次同步交互作用更為明顯。這種交互作用可能會削弱SSO 模態(tài)阻尼,使系統(tǒng)SSO 的風(fēng)險增加。因此當(dāng)光伏位于LCC-HVDC 系統(tǒng)近區(qū)時,兩者的動態(tài)交互作用不可忽視,對此場景開展相關(guān)研究具有實(shí)際工程價值。

目前,針對光伏外送系統(tǒng)SSO 問題的研究,多集中于光伏并入弱交流電網(wǎng)、光伏與其他能源打捆外送的場景,較少涉及PVSL 系統(tǒng)。文獻(xiàn)［6-7］研究表明光伏并入弱交流電網(wǎng)時存在發(fā)生SSO 的風(fēng)險。文獻(xiàn)［8-9］分別采用阻抗分析法和特征值分析法分析光伏并網(wǎng)時的SSO 特性。文獻(xiàn)［10］分析了光火打捆外送時光伏對系統(tǒng)SSO 特性的影響,表明光伏并網(wǎng)有可能削弱部分頻率點(diǎn)阻尼。……