大型双馈风电场经MMC_HVDC并网的次同步振荡及其抑制_吕.

第 19 期吕敬等：大型双馈风电场经 MMC-HVDC 并网的次同步振荡及其抑制300 正极直流电流 4857 每个桥臂使用 20 个子模块级联而成。仿真中， MMC 直流电流/A 的调制策略采用最近电平逼近调制[19]，采用电容电压排序算法来实现子模块电容电压的均衡控制[20]。另外，仿真中模拟了一种交流振荡频率约为 20 Hz 的次同步振荡现象，以验证前文描述的理论分析和控制策略的正确性。此处虽然给出的是确定的振荡频率值，但在其他振荡频率下仍适用，不失一般性。首先，对次同步振荡电流在 MMC-HVDC 系统 100 负极直流电流

直流电流 1.7 30 000 (谐波幅值/ 基波幅值/% 20 000 10 000 0 0 30 50 频率/Hz (b 频谱分析 100 150 中的分布及传播机制进行了仿真验证。图 7 所示为发生 SSO 现象时SEC 三相上桥臂电流波形及其频谱分析。从图中可以看出，风电场输出的次同步振荡电流的频率约为 20Hz(即，SEC 的桥臂电流包含直流分量、20 Hz(即分量、30 Hz(即分量、基频分量、70 Hz(即分量和 2 倍频分量。仿真结果与理论分析一致。 SEC 三相上桥臂电流

图8 Fig. 8 REC 三相上桥臂电流/A MMC-HVDC 系统直流侧电流及其频谱分析 DC-side currents of MMC-HVDC system with SSO phenomena and frequency

analysis 200 0 1.6 t/s (a SEC 三相上桥臂电流三相上桥臂电流 60 1.7 80 (谐波幅值/ 基波幅值/% 60 (谐波幅值/ 基波幅值/% 40 20 0 0 20 30 50 70 频率/Hz (b 频谱分析 100 130 150 40 20 0 0 20 30 50 70 80 频率/Hz (b 频谱分析100 130 150 图 7 SEC 三相上桥臂电流及其频谱分析 Fig. 7 Three-phase upper arm currents of SEC with SSO phenomena and frequency analysis 图9 Fig. 9 REC 三相上桥臂电流及其频谱分析 Three-phase upper arm currents of 图 8 所示为发生 SSO 现象时MMC-HVDC 系统直流侧电流波形及其频谱分析。从图中可以看出，直流电流振荡频率约为 30Hz，也就是说，直流侧电流包含直流分量和 30Hz(即ω0–ωss分量，这与理论分析一致。另外，图 7、8 所示的桥臂电流和直流电流波形也与图 1 所示的实际工程录波波形相吻合。图 9 所示为发生 SSO 现象时 REC 三相上桥臂电流波形及其频谱分析。频谱分析显示，REC 的桥臂电流包含直流分量、30 Hz(即分量、基频分量、70 Hz(即分量和 2 倍频分量，此外，还包含较小的 20 Hz(即分量、80 Hz(即分量和 130 Hz(即分量。仿真结果验证了理 REC with SSO phenomena and frequency analysis 论分析的正确性。图 10 所示为发生 SSO 现象时受端站三相交流电网电流波形。从图 8、9 可以看出，风电场输出的次同步振荡电流增加了受端 MMC 的环流大小，交流电网电流图 10 三相交流电网电流 Fig. 10 Three-phase AC grid current

4858 中国电机工程学报第 35 卷但是受端 MMC 的交流侧电流基本不受次同步振荡电流的影响。这与图 1 所示的实际柔直工程现场录波波形相吻合。 4.2 次同步振荡电流抑制策略验证图 11 所示为采用本文提出的次同步振荡电流抑制策略前后仿真结果对比。从图 11(a可以看出，不采用次同步振荡电流抑制策略时，风电场输出电流存在明显的次同步振荡，振荡频率约为 20 Hz，接近等幅振荡。从图 11(b可以看出，采用本文提出的次同步振荡电流抑制策略后，风电场输出的次同步振荡电流得到明显抑制，从而验证了所提出的次同步振荡电流抑制策略的正确性和有效性。风电场输出电流/A 400 3）直流电压中频率为–的交流电压分量与 2 倍频环流相互作用以及直流电流中频率为–的交流电流分量与 2 倍频电压相互作用，会产生频率分别为和–的负序电流

分量，增加了功率开关器件的电流应力。 4）风电场输出的次同步振荡电流增加了受端 MMC 的环流大小，但受端 MMC 的交流侧电流基本不受次同步振荡电流的影响。这与实际柔直工程现场录波波形相吻合。 5）从换流站控制的角度出发，通过在送端站控制系统中添加次同步振荡电流抑制控制器，使风电场输出的次同步振荡电流得到明显抑制。参考文献 [1] 徐政，罗惠群，祝瑞金．电力系统次同步振荡问题的分析方法概述[J]．电网技术，1999，23(6：36-39． Xu Zheng，Luo Huiqun，Zhu Ruijin．Review on method 1.7 t/s (a 不加抑制策略

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