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新能源并网1z电竞的MMC-MTDC双因子的自适应下垂

文章来源:稳压电源企业,时间:2019-08-06 14:33    点击量:

近年,由于大规模可再生能源并网1z电竞、异步电网互联、大容量远距离电能传输等需求,基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电(MMC-MTDC)受到越来越多的关注。目前应用于MMC-MTDC系统的协调控制策略主要包括:主从控制、裕度控制、下垂控制。下垂控制采用多点控制且不依赖高速通信,是三类策略中的研究热点。然而,基于固定下垂系数的传统下垂控制策略往往存在电压质量低、功率分配特性差等问题,影响MMC-MTDC系统可靠性、经济性。因此,本文提出一种双因子自适应下垂控制策略,利用灵活可变的下垂系数改善直流电网运行性能。
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论文所解决的问题及意义 
本文提出一种应用于大规模新能源并网1z电竞的MMC-MTDC双因子自适应下垂控制策略。针对传统下垂控制存在的问题,引入功率影响因子、线路阻抗影响因子,使受端换流站下垂曲线由直变曲且向最优功率分配方向逼近,并给出参数整定原则及逼近效果衰弱证明。在PSCAD/EMTDC中搭建模拟风电场应用的四端MMC-MTDC系统仿真模型,算例分析和稳暂态仿真结果表明,所提策略可根据运行工况,灵活调整下垂系数,在提高直流电压质量的同时,减少线路损耗。
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论文重点内容  
(1)以一种典型的连接海上风电场的MMC-MTDC系统拓扑(如图1)为例说明:从两个公共连接点辐射多条输电线路与海上风电场、交流电网互联。
新能源并网1z电竞的MMC-MTDC双因子的自适应下垂控制方案
图1 连接海上风电场的MMC-MTDC系统拓扑
 
(2)提出一种双因子自适应下垂控制策略(简称双因子策略)。在中科院电工所研究成果(简称单因子策略)基础上,根据本地电气量,引入功率影响因子 ξ、线路阻抗影响因子ε:功率影响因子ξ使受端换流站下垂曲线由直变曲,直流电压质量显著提高;线路阻抗影响因子ε使MMC-MTDC功率分配特性向最优功率分配方向逼近,直流网络线损显著降低。以GSCi为例,双因子策略控制曲线表达式如式所示。     
 
(3)构建模拟风电场应用的四端MMC-MTDC系统。风电场通过WFC1、WFC2向MMC-MTDC系统输入的有功功率分别在0~400MW的范围内变化。MMC-MTDC系统直流电压响应如图2所示:除零功率和满功率运行,双因子策略直流电压偏差均小于传统下垂控制策略。依据采用双因子策略、单因子策略的MMC-MTDC系统线路损耗算例分析,如图3所示:受端l3、l4线路损耗全面优化,送端WFC1、WFC2有功功率之和为560MW时,受端线路损耗减小量最大(△Ploss =36.57kW,降幅为6.7%)。
新能源并网1z电竞的MMC-MTDC双因子的自适应下垂控制方案新能源并网1z电竞的MMC-MTDC双因子的自适应下垂控制方案
图2 GSC3直流电压Udc3
新能源并网1z电竞的MMC-MTDC双因子的自适应下垂控制方案
图3 线路损耗减小量
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结论 
本文提出一种考虑直流电压质量和减少输电线路损耗的双因子自适应下垂控制策略。采用该策略的MMC-MTDC系统,可根据运行工况自适应调整下垂系数,主要具有以下优点:
 
(1)传输功率变化时,直流电压质量更高。除零功率和满功率运行,直流电压偏差均小于传统下垂控制策略。
 
(2)PCC2到各受端换流站的线路损耗更低,具有较好的经济效益。
 
(3)无需上层控制器与换流站的高速通信,有利于提高MMC-MTDC系统稳定性。

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