两电平电压源型换流器负阻性与容性效应特征指标研究

邢法财，徐 政

（浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市310027）

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随着电力电子技术的成熟和电力电子器件的发展，两电平电压源型换流器（voltage source converter，VSC）在电力系统中的应用越来越广泛。但是，由于VSC 的宽频响应特性，其并入电网后有可能出现宽频谐振现象［1-3］。为评估电力电子化电力系统的宽频谐振不稳定风险，对两电平VSC 的宽频响应特性进行研究，制定相应的评价指标是十分必要的。

鉴于电力电子设备阻抗建模的便捷性和独立性，目前大多文献都采用端口阻抗（导纳）频率特性对两电平VSC 的宽频响应特性进行研究［4-6］。例如，文献［7］较早采用小信号建模方法建立了两电平VSC 在dq坐标系下的端口导纳矩阵，而文献［8］在此基础上建立了复空间矢量描述的端口导纳模型；文献［9-10］较早采用谐波线性化方法建立了VSC的正负序阻抗模型，而文献［11-13］则采用该方法建立了不平衡运行工况下VSC 的正负序阻抗模型；文献［14-15］论证了VSC 的正负序阻抗模型和dq坐标系下端口导纳矩阵的一致性，并考虑了耦合效应后建立了修正的正负序阻抗模型，而文献［16］在考虑耦合效应后建立了统一的复空间矢量阻抗矩阵；文献［17］为了弱化阻抗矩阵中的耦合项建立了幅相坐标系下的广义阻抗模型。现有文献分析表明，两电平VSC 的端口阻抗实部在一定的频段会表现为负值，即存在负阻性（负电阻）效应［18］。而VSC 并入电网后是否发生谐振不稳定主要取决于2 个因素［19-21］:一是系统谐振频率点的位置；二是VSC 负电阻和交流系统正电阻的相对大小。……