基于LTP时域分析方法的MMC并网系统稳定性分析

梅勇，王一帆，谢惠藩，朱建行，林磊

(1. 中国南方电网电力调度控制中心，广州510623；2. 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)，武汉430074)

0 引言

模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)作为一种大容量柔性直流换流器装备，以其模块化程度高，输出电压谐波含量小的优势[1 - 3]，在许多已投入运行或正在规划的输电工程中得到广泛的应用[4]，例如新能源并网(张北四端直流输电工程[5])，区域电网异步互联(鲁西背靠背直流工程)和远距离电能传输(乌东德特高压三端混合直流工程)等。

MMC的调制信号与子模块电容、桥臂电感等相互作用使MMC呈现多频率耦合特性，致使MMC并网系统中存在宽频带不稳定的风险[6 - 7]。上海南汇工程[8]和广东南澳工程[9]发生风电场与MMC之间的次同步振荡现象。德国北海Borwin1工程在运行中发生290 Hz左右振荡[10]。此外还有风电并网接入MMC系统引起的800 Hz的振荡问题[11]，鲁西背靠背直流工程1.2 kHz振荡事故[12]，MMC与交流系统的1.7 kHz的振荡问题[13]渝鄂联网工程发生的1.8 kHz振荡事故[14]。因此，考虑MMC多频率耦合特性的建模方法及其稳定性分析在工程上具有重要的意义。

简化阻抗模型在建模过程中将控制器输出作为MMC的内电势，同时忽略了MMC内部动态的多频次耦合特性[15 - 16]，该方法适用范围有限。动态相量[17 - 18]建模过程中考虑了MMC子模块电容电压的直流、基频、二倍频、三倍频成分以及环流的直流、二倍频成分，忽略了更高频次成分，简化了MMC的多频率特性。这两种方法都未说明建模过程中忽略的频率成分对系统稳定性的影响。……