跟網型MMC-HVDC 并網暫態同步穩定機理分析*

項中明 倪秋龍 李振華 徐建平 薛翼程 張哲任 徐 政

(1.國網浙江省電力有限公司 杭州 310007；2.國網浙江省電力有限公司金華供電公司 金華 321017；3.浙江大學電氣工程學院 杭州 310027)

1 引言

目前，電力系統正處于向高比例可再生能源和高比例電力電子化(即“雙高”)轉型的關鍵階段。非同步機電源的接入將打破傳統同步發電機的主導地位，深刻影響電力系統的動態特性[1-5]。模塊化多電平換流器型柔性直流輸電(Modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)作為典型的非同步機電源，其在大規模新能源并網中具有廣泛的應用前景[6-8]。MMC-HVDC 自身若不能與電網保持同步，將影響電力系統的安全穩定運行。

目前，并網變換器的暫態穩定分析受到了學界的廣泛關注[9-12]。其主要關注在經歷大擾動后(例如電網故障)，并網變換器能否與電網保持同步穩定運行。目前研究指出，跟網型變換器與電網保持同步的關鍵環節在于鎖相環(Phase-locked loop,PLL)[13-14]。在弱電網下，跟網型變換器由于受電網阻抗耦合影響，自身抗干擾穩定性較差。文獻[15]提出了跟網型變換器的動力學模型，分析了其在弱電網下的失穩機理，然而缺乏仿真驗證。文獻[16]提出了在故障期間閉鎖PLL 的積分環節以增強暫態穩定性，然而只考慮了故障期間換流器注入無功電流，未涉及換流器的故障穿越策略。文獻[17-18]提出了故障期間調整dq軸注入電流以提升系統的暫態穩定性，但僅僅考慮了換流器故障期間工作在逆變器的狀態，缺乏全面性。同時，上述文獻均未涉及 MMC-HVDC 系統的分析，目前對于跟網型MMC-HVDC 的并網同步穩定性仍然缺乏研究。……