VSC-HVDC稳定控制研究

吴明哲，陈武晖



VSC-HVDC稳定控制研究

吴明哲，陈武晖

（江苏大学电气信息工程学院，江苏省 镇江市 212013）

基于电压源换流器(voltage-source converter，VSC)的高压直流输电系统(high voltage direct current, HVDC)拥有良好的有功无功功率控制能力以及更适合构成多端输电系统的优势，目前被认为是极具潜力的输电方式。柔性直流输电系统的控制及稳定性是影响输电系统运行安全和性能的重要因素。针对柔性直流输电系统的研究，首先概述了两端柔性直流输电系统的拓扑及其解耦控制和附加控制方式，然后从基本的两端拓扑结构延伸到多端输电系统拓扑和混合输电系统拓扑，着重分析了多端系统的下垂控制、故障穿越能力和混合直流输电系统的控制，接着又讨论了风电接入之下的柔性直流输电系统的稳定性及控制，可为今后相关研究提供参考。

VSC-HVDC；拓扑结构；解耦控制；下垂控制；故障穿越；风电并网

0 引言

在全球能源大电网互联的背景下，面对能源与环境的双重挑战，对光伏、太阳能等新能源的充分利用必将成为今后能源战略的重要组成部分，而柔性直流输电系统在新能源接入方面有着巨大的优势[1-3]，未来势必会成为研究的一大趋势，并且是可再生能源并网和大规模远距离传输的解决方案之一[4]，同时促进世界能源安全、清洁、高效和可持续发展[5]。

传统高压直流输电系统(line commutated converter high voltage direct current，LCC-HVDC)在运行时易受扰动，使逆变站交流母线电压降低超过10%时发生换相失败，造成系统不稳定，无法传输功率[6]。换相失败的本质是逆变器熄弧角小于最小熄弧角min，即<min[7]。为防止系统发生换相失败，在逆变侧加入定熄弧角控制或者定电压控制策略[8]，提高逆变器的关断裕度角以阻止换相失败现象[9]，以及抑制交流侧产生的谐波等问题。另外，为了进一步比较系统对换相失败的抵御能力，引入换相失败免疫指标(commutation failure immunity index，CFII)的概念[10]，在此基础上分析了不同的运行条件对CFII的影响，得出降压运行和降功率运行均可以减小换相失败风险的结论，指出交流系统强度越弱，换相失败临界指标越小，越易发生换相失败[11]。

继高压交流输电系统和高压直流输电系统之后的柔性直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current, VSC-HVDC)也是被广泛关注研究的输电系统，它以全控型电力电子器件和脉宽调制技术(pulse width modulation，PWM)为基础，并拥有与弱交流系统甚至无源网络的互联、无功支持、较高的可靠性和各种能源的集成等显著特点[12-13]，吸引了众多研究人员的目光。它还有灵活控制传输的有功、无功功率的能力[14-15]，并具有改善调节交流母线电压、增强输电电能质量、容易构成多端输电系统的特点以及能连接无源系统为其供电等优势而被人们广泛关注并逐步推广[16-17]。

较LCC-HVDC系统而言，VSC-HVDC系统具有以下优势：

1）可以连接无源系统，依靠器件自身的换流方式，可以控制器件开通和关断，系统不会发生换相失败现象。

2）对于无功补偿问题，在VSC-HVDC系统中因其具有调节有功和无功功率的特征，不需要大量的无功补偿，换流站占地面积小且花费少。

3）当系统较为强大时，可以在静止同步补偿器(static synchronous compensator，STATCOM)方式下运行，起到无功补偿的作用。

4）VSC-HVDC系统的电流可以双向流动，容易实现潮流反转且直流电压极性不变，适合构成多端输电系统，可以实现多电源供电和多落点受电[18]。

5）柔性直流输电系统二电平或三电平VSC结构，采用PWM技术，开关频率相对较高，谐波落在较高的频段，可以采用较小容量的滤波器解决谐波问题[19]。

柔性直流输电系统除了能解决LCC-HVDC系统中的换相失败、无功补偿和谐波问题之外，还可以实现对功率的协调分配以及通过附加控制来保持交流系统的稳定。

1 VSC-HVDC系统结构及其控制

1.1 VSC-HVDC系统结构

VSC-HVDC系统单线原理如图1所示，它由交流系统、换流变压器、交流滤波器、直流电容器等构成[20]。其中两侧换流站均是VSC结构，比较常见的二、三电平换流站拓扑结构如图2所示，图2(a)中所示的二电平拓扑结构有6个桥臂，每个桥臂上均有与绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)反向并联的二极管，图2(b)是中点钳位型三电平换流器拓扑结构。为了提高换流站容量和系统电压等级，每个桥臂是由多个IGBT和与之并联的二极管相互串联得到，串联个数由换流器额定功率、电压等级和电力电子器件的通电能力和耐压强度决定[21]。

图1 VSC-HVDC系统单线结构图

图2 电压源换流器拓扑结构

1.2 VSC-HVDC系统控制

柔性直流输电采用的是如IGBT等全控型电力电子器件以及PWM脉宽调制技术，根据系统提出的运行要求，产生合适的PWM触发脉冲实现对换流阀的开关控制，进而获得所期望的电压、潮流等指标。在柔性直流输电系统的分层控制中，处于中间控制层的换流站级控制是整个VSC-HVDC系统的核心，因此对换流站的控制策略是中外学者研究的重点之一。

1.2.1 VSC-HVDC系统换流站级控制

在柔性直流输电系统分层控制结构中，位于第2层控制的是换流站级控制，并根据换流站控制的电气量的性质可以分为两大类，即有功功率控制器和无功功率控制器，其中有功功率类物理量包括：直流电流、直流电压和交流系统频率，无功功率类物理量包括交流电压和无功功率，但是同一换流站不能同时选取2个有功功率类或无功功率类物理量进行控制，只能各选其一[6]。在两端柔性直流输电系统中，必须有一端换流站采用定直流电压方式以保证系统的功率平衡，另一端换流站根据不同应用场合，如强交流系统、弱交流系统或无源网络，选取一组合适的有功和无功控制，构成整个直流系统的控制策略[2]。

1.2.2 VSC-HVDC系统解耦控制策略

对于换流站级控制一般采用的是直接电流控制方法，通常是由外环电压控制与内环电流控制2个环节构成，具有快速电流响应特性，而且具有很好的内在限流能力，适合应用于高压大功率场合的柔性直流输电系统[6]。而在此控制方式下存在耦合现象，因此对于解耦的控制策略是一个值得研究的问题。

文献[22]推导了电流内环的前馈解耦机理。文献[23]证明了PI控制器参数决定了设计的-解耦控制器的稳定性和时效性。文献[24]研究了电压前馈和电流解耦对电流控制稳定性的影响。文献[25]通过对直流侧和交流侧换流器解耦来解决多端直流系统波形失真的问题。文献[26]通过解耦整定模型优化出无功和有功最优控制参数。文献[27]提出了一种解耦策略可以削减各个换流站之间的相互干扰并能提高无源网络电压稳定性。文献[28]提出了适用于混合电网的交直流解耦潮流算法，经验证可得该算法避免了迭代的多次交替并能使计算量大为减少。文献[29]开发了-同步参考系中VSC-HVDC系统的瞬态数学模型，并设计了其控制器，结果表明，该控制器具有简单易操作、鲁棒性和高性能等特点，可应用于实际系统。文献[30]设计的基于偏差解耦控制策略的VSC-HVDC控制器，经过仿真验证，证明了其有效性以及控制器的方便与快捷。文献[31]在基于内模解耦控制的基础上添加前馈解耦控制器，组成由2个自由度内模对系统进行解耦的控制器，利用该控制方式对系统谐波进行补偿和抑制，经仿真验证，该控制策略能较好地改进系统的跟随性能，实现有功无功的解耦并能较大程度的抑制低次谐波，提高系统供电质量。

1.2.3 VSC-HVDC系统附加控制策略

柔性直流输电系统拥有对有功功率和无功功率的独立控制能力和优秀的动态响应能力，因此在输送功率的同时还能利用VSC换流站实现其他的功能，比如附加阻尼控制、频率控制等，以达到稳定系统或者达到其它控制要求等目的。

文献[32]研究了基于VSC-HVDC系统连接弱交流系统的频率同步控制方法(frequency based synchronization control，FSC)对系统特性的影响，发现FSC能有效抑制当VSC-HVDC连接弱或者是极弱系统时锁相环(phase locked loop，PLL)的不稳定性，避免负面影响。文献[33]介绍了对海上风电场的VSC-HVDC换流器进行协调功率振荡的阻尼控制，仿真验证了该控制的有效性。文献[34]设计了VSC-HVDC系统的快速频率支持控制方案，通过PSCAD/EMTDC和MATLAB/ Simulink仿真验证了该控制方案的性能。文献[35]提出了基于多端柔性直流输电(multi-terminal direct current，MTDC)系统的一种分散控制策略能够实现一次调频。文献[36]提出了VSC-HVDC连接弱交流系统时的附加频率阻尼控制(supplementary frequency-based damping control, SFDC)方法，结果表明所提出的SFDC控制方法可有效抑制或消除弱交流电网下由于PLL增益过大而导致的VSC-HVDC系统失稳现象。文 献[37]设计了基于有功无功调制的附加阻尼控制器，仿真结果表明采用有功和无功协同调制的阻尼控制策略可同时快速平抑功率振荡和电压波动，提高系统的动态稳定性。文献[38]提出了功率外环阻尼控制策略，经过搭建的直流电网电磁暂态仿真模型和实时仿真模型，验证了该控制策略能够有效的抑制直流电网谐振电流并能提高直流电网运行稳定性。

2 VSC-MTDC拓扑结构和控制

在两端VSC-HVDC系统拓扑基础上发展而来的多端柔性直流输电系统(voltage source converter basedmulti-terminal direct current，VSC-MTDC)，是由3个及以上的整流站或逆变站经过串联、并联和混联构成的输电系统，能达到多电源供电的目的，可以采用不同的拓扑结构构成输电网络，极大的提高了输电效率和可靠性。由于VSC-HVDC 技术具有潮流翻转时不改变电压极性的特点，另外VSC-HVDC系统的动态无功补偿能力也同样适合于构成多端直流系统,随着可关断器件、直流电缆制造水平的不断提高，VSC-HVDC将成为多端直流输电和直流电网中最主要的输电方式[39]。

2.1 VSC-MTDC系统拓扑

文献[40]介绍了VSC-MTDC输电系统的几种常见拓扑结构，包括串联、混联、辐射状并联和环网状并联连接方式，如图3所示，并详细分析了各个结构的优缺点。

图3 MTDC拓扑结构

2.2 VSC-MTDC系统的研究

2.2.1 VSC-MTDC稳定性分析

文献[41]提出多端电压源转换器高压直流传输有望在未来的输电网络中发挥关键作用。文 献[42]指出，不同的并联型VSC-MTDC拓扑结构(如环网状和树枝状)对整个交流系统暂态稳定性没有太大影响，仿真验证了VSC-MTDC系统中采用定直流电压控制模式，且相对发电机电气距离越近的换流器，对维持系统暂态稳定性的效果越好。文献[43]介绍了在三端VSC-HVDC系统中，发生极间故障时交流侧系统响应并研究了HVDC系统故障时的恢复。文献[44]研究了VSC-MTDC并联和串联的功率动态特性，PSCAD仿真结果表明，并联具有优于串联的优点，在起动、故障时，并联结构具有较小的振荡。

一般来说，VSC-MTDC系统的控制方式可分成单点直流电压控制和多点直流电压控制2类，文献[45]详细分析了VSC-MTDC系统的控制策略，如图4所示。

图4 VSC-MTDC系统控制分类

图5 混合系统LCC-HVDC 侧控制框图

2.2.2 VSC-MTDC控制策略

文献[46-47]分析了多端直流输电系统的控制方式及其优缺点对比，在对VSC-HVDC模型和控制分析的基础上，设计出了MTDC系统的协调控制策略，分析了所有可能的控制器组合后，发现P-Vac(功率–交流电压)组合方式可以提高弱交流系统的稳定性。在保证交流系统电压稳定以及MTDC电网操作的可靠安全性的前提下，取不同的无功电流增益的值进行分析比较，结果表明增大该值将有利于交流系统电压和暂态稳 定[48]，在四终端的LCC-MTDC系统中，斜率调节控制可以保持MTDC系统稳定工作，即使没有站间通信，也能在临时故障恢复后达到稳定状 态[49]，而对于考虑最优不平衡功率分配的新型直流电压斜率控制策略，也能在故障发生时稳定直流电压，保持功率平衡[50]。

目前，电压下垂控制是MTDC系统主要的控制手段之一[51-52]，其控制方式和交流系统中的频率控制相似，是利用直流电压与有功功率之间的线性关系，实现电压的自我调节和功率的自动平衡[53]。当换流器采用电压下垂控制时，可以改善恒定直流电压控制的瞬态性能，但是在定直流电压控制和电压裕度控制上则效果不明显[54]。对于电压下垂控制的局限性，主要强调了达到功率参考设定点的难度[55]，在此基础上，提出模糊控制方法结合下垂控制器的优点来解决问题[56]，在考虑站间直流电压偏差的基础上，结合电压裕度控制和常规下垂控制的优点构成的下垂控制策略，能缩短换流站模式切换的暂态过渡时间，实现稳定直流电压和平衡功率的目的[57]。以现有3种控制策略为基础，包括主从控制，电压裕度控制和电压下垂控制，提出了一种基于电压下垂控制的改进控制策略，可以显著的缓解直流母线电压偏差[58]，增强带直流电抗器的VSC-MTDC系统的稳定性[59]。另外自适应下垂控制策略可以使VSC-MTDC系统在不同干扰条件之下减少交流系统频率偏差，并通过仿真验证了该策略的有效性[60]。

对于VSC-MTDC系统故障时的保护措施和故障穿越能力(fault ride through，FRT)的研究，文献[61]提出基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电系统(multi-terminal HVDC based on module multilevel converter，MMC-MTDC)直流故障穿越的研究热点主要在直流断路器的应用和换流器拓扑结构改进这2个方面。文献[62]设计了在故障期间各换流器有功无功功率协调控制策略，通过切换故障侧换流器的控制模式并根据电网电压跌落水平来发出无功功率，当增加的无功功率没有使交流侧过流时，则余下的电流容量用于维持故障前的有功传输水平，相反则通过改变交流系统故障所对应的换流器的有功功率来避免过流现象，但是该策略在微电网以及弱交流系统的应用上具有局限性。文献[63]提出将VSC- MTDC系统与海上风电场连接的坐标控制策略，原理是当地面故障发生时，风机的功率设定点将根据直流电压的偏差计算功率因数进行调整，防止直流电压超过极限值，提高系统的故障穿越能力。研究结果证明当陆上电网的电压因故障而降低时，该控制策略可以确保系统安全稳定运行。文献[64]设计了一种将闭锁VSC-HVDC换流器与断开直流开关相配合的控制保护策略，即通过快速闭锁VSC达到切断有功功率的传输的目的，当传输的有功功率降为零后，用直流开关将故障区域快速隔离，使海上风电场发出的有功功率能全部通过非故障极性输电线路传输。

在对VSC-MTDC系统模型的研究方面，文献[65]在原有的详细模型基础上简化出平均值模型，并简化仿真系统，后经仿真验证可知采用平均值模型系统仿真速度更快，仿真效率更高。然而对VSC-MTDC配电网的特点、技术优势、系统的体系结构以及控制保护、能量优化进行分析讨论，仍有技术和实际问题未能解决[66]。

3 混合输电系统的结构和控制

混合高压直流输电技术是由早期的高压直流抽能技术发展而来，应用线路换向转换器(line commutated converter, LCC)通过并联或串联构成的逆变装置从两端高压直流输电线路上抽取部分电能供给直流输电线周边地区[67]。后来因替换LCC换流站装置为VSC换流站装置构成混合系统而得到了广泛的研究和关注。

3.1 混合输电系统的结构

近年来VSC-HVDC技术也进入了快速发展的阶段，因而各种新型的拓扑结构不断涌出[68]，但仍需考虑考虑沿着地电流路径对金属和电气结构以及环境的影响[69]。混合输电系统拓扑结构包括并联混合多馈入直流输电系统拓扑或者是LCC-VSC混合直流输电系统拓扑[70]，系统控制框图如图5、6所示。

由图5可知，LCC整流侧由定电流控制和最小触发角控制，同时配有低压限流环节的联合控制模式，逆变侧除了定电流控制和低压限流环节外还配备了定熄弧角控制方式，目的是维持熄弧角稳定提高系统抵御换相失败的能力。VSC侧由直接电流控制，如图6所示。该控制方式具有快速电流特性响应的特点，控制过程为：由有功功率类控制量的参考量、实际值ref、与无功功率类控制量的参考量、实际值ref、的偏差经PI环节得到iref、iref，再由二者与i、i的差值送入PI环和解耦环节后得到电压分量u、u，由派克反变换与PLL生成的同步相角PLL共同作用转换至坐标，最后由PWM装置根据u、u、u形成相应的触发脉冲控制信号。

3.2 混合输电系统的研究

文献[67]指出了混合直流输电技术的难点和未来发展的目标与方向。文献[71]验证了通过VSC-HVDC的连接使较弱的LCC系统稳定性得到改善。文献[72]利用LCC电压等级高、传输距离远、线路造价低的优势和VSC-HVDC故障穿越能力强，对受端系统依赖性小的优势，在受端提供多个落点，不仅可同时满足多个地区的电力供应，还降低了对接入的交流电网强度的要求。

图6 混合系统VSC-HVDC侧控制框图

文献[73]研究了与换流站相连的交流电网强度对混合系统小干扰稳定性的影响。结果表明，当交流系统较弱而引起小干扰失稳时，可通过调节控制器参数提高系统稳定性。文献[74]表明了VSC-HVDC具有提高交流电压调节能力，可使LCC-HVDC不易受换向失败的影响，提高系统强度。在系统潮流优化和损耗方面，文献[75]提出实时潮流优化控制策略，仿真验证该控制方法可降低系统功率总损耗。文献[76]的研究与仿真结果表明与VSC-HVDC系统相比，LCC-VSC混合HVDC系统具有较低的成本和较低的开关损耗。文献[77]提出损耗优化控制策略，该策略在达到混合多端直流损耗最小目的的同时也考虑到了LCC逆变站最小熄弧角限制，实现了混合系统的稳定与经济运行。在考虑故障恢复上，文献[72]表明在LCC换流阀发生换相失败时，由于受端VSC的作用可以使送端LCC更快的退出低压限流环节，有助于系统功率快速恢复。文献[78]针对整流侧采用LCC、逆变侧采用LCC和MMC串联的混合拓扑结构进行穿越直流故障的研究，经仿真验证得该系统可快速阻断直流故障电流，穿越直流故障，并具有故障后快速恢复的能力。文献[79]通过仿真研究结果表明，混合系统改善了交流故障下多直流馈入(multi-infeed HVDC, MI-HVDC)的瞬态性能。

在控制策略方面，不能只考虑一类换流站的影响，要从LCC和VSC协同控制方面来分析。文献[80]分析研究了LCC控制模式对VSC换流站的影响。文献[81]研究发现，当LCC换流站和VSC换流站电气联系紧密时，LCC换流站采用电流–电压控制模式时其抵御换相失败的能力要强于电流–关断角和功率–模式。文献[82]设计了VSC-LCC混合HVDC系统的内模启动控制器的结构和参数，建立了协同启动控制策略，仿真结果表明所设计的内部模型启动控制可以在启动过程中有效避免过电压和过电流。文献[83]提出的无功协调控制策略可以有效降低常规直流运行状态的波动，改善系统在滤波器投切时的暂态特性，并具有良好的控制效果。文献[84]表明，VSC-HVDC具有提高最大可用功率、调节交流电压的能力，使LCC-HVDC不易受换向失败的影响，可提高系统强度。文献[85]证明了LCC-VSC混合系统具有实现可再生能源的大规模接入、电能大容量远距离输送一级电网异步互联等功能。

4 风电接入下的VSC-HVDC系统

海上风力发电与高压直流输电系统相结合是未来风力发电及其电能传输的发展方向之一，近几年欧美国家逐渐把风电开发的重点由陆地转移到海上，风电并网容量在快速增加[86]。与此同时，我国风电市场也在快速增长，2017年我国风电新增装机容量19.7GW，累计装机容量高达188GW，二者均稳居世界第一[87]。相比陆上而言，海上风电具有资源充足、发电利用小时数高、不占用土地、不消耗水资源和适合大规模开发等优势，欧洲风能发展规划提出，到2050年风电可供应整个欧洲供电总量的一半[88]。相对于LCC输电技术，基于VSC的高压直流输电可以体现出对潮流控制的灵活性。因此，利用VSC-HVDC技术实现风电并网是一个更为理想的选择。

4.1 风电接入下系统稳定性分析

为了更好地将HVDC技术应用到未来的海上风电场，文献[89]研究了并联海上全直流风电场三大关键技术的现状，包括直流风电的交直流电源转换，海上升压变电站的直流-直流电源转换以及海上直流风电场的运行与控制。文献[90]分析了高压交流(high voltage alternating current, HVAC)、高压直流(high voltage direct current, HVDC)和分频输电技术(fractional frequency transmission system，FFTS) 3种海上风电的并网方式。分频风力发电系统已成为海上风力发电系统研究的一个新潮流，具有更经济、可靠的优势，尤其适用于大规模远距离海上风力发电系统。文献[91]研究了基于VSC-HVDC的海上风电故障穿越问题，提出了一种采用斩波器的柔性直流输电系统，并与风电机组协调的控制方式，系统满足故障穿越要求。文献[92]证明了HVDC换流器阻塞后的过电压现象，实际风电场的测量表明，在此阶段风力涡轮机终端的电压平均可能增加30%。文献[93]分析了风电VSC-HVDC在有无调频的控制下，负荷变化对同步发电机的功角影响，仿真验证，在电力系统发生较大的负荷变化后由调频控制可增强暂态过程中功角稳定。

4.2 风电接入下的系统控制

文献[94]提出了一种多端直流输电系统协调控制策略，该策略可以体现出电网进行风电功率传输的灵活性，并且在系统故障运行下时由风场侧换流器来保持直流电压的稳定和协调各个风电厂风机的出力情况。文献[95]提出了低电压穿越协调控制策略，通过变流站提供无功支持，采用基于电压控制的快速功率降低算法控制风电场馈入功率以维持系统功率平衡。文献[96]提出适用于送端风电分散并网的交流电压下垂控制策略，能保证系统运行不受负荷波动的影响，也能有效抑制风电场测的短路故障对受端交流系统的影响，有良好的故障隔离功能。文献[97]提出了以串联多端VSC-HVDC为基础的海上风电并网电路的拓扑及其控制策略，仿真分析结果表明该拓扑能稳定运行，控制策略能实现变流器的高效运行。文献[98]提出了一种在故障甚至严重故障发生的时候，采用新型的风电场与海上高压直流换流器之间的协调控制策略来抑制直流电压上升。文献[99]提出了一种海上MTDC故障穿越控制策略，该策略通过减少风电场发电来抑制电网侧换流器停运期间电压的上升。

5 结论

相比于LCC-HVDC系统而言，VSC-HVDC系统更具有优势，今后直流输电系统的发展方向取决于VSC-HVDC系统控制技术的研究方向，因此，以后VSC-HVDC系统必将成为组成电网的关键部分，其控制系统也会越来越完善。

1）目前对多端柔性直流输电系统的控制策略研究多是以主从控制、裕度控制和下垂控制为基础的，在多个换流器协调控制方面，应更深入的研究考虑协调功率、电压稳定，在换流器设计上比较直流电压偏差时对系统的影响，保障系统的稳定性。

2）在混合多馈入输电控制方面，此类系统综合了VSC-HVDC和LCC-HVDC系统的优点，在暂态运行过程中VSC-HVDC系统可以减轻系统损耗且会明显加快系统的故障恢复速度，但是对混合多端系统和混合电网的控制和保护策略方面还不够完善，深入探讨如何选择2种系统容量分配的关系使系统更加稳定等问题。目前对混合输电系统的研究还不够深入，比较依赖于柔性直流输电系统技术的发展，现有的能清除故障的换流器拓扑经济效益比较低，因此选择经济适宜的换流器拓扑也是一个值得深入研究的关键点。

3）在风电接入方面，今后风电接入容量会比之前有较大幅度的增加，柔性直流输电系统应该加大在风电大规模接入、并网时降低电网电压波动和增强系统可靠性等方面的研究。针对风电接入场景下故障穿越的控制策略研究，在一定程度上都能实现理想的控制效果，而在面对未来更大容量、更复杂的结构时，对组合或者附加控制策略的研究是一个重要的方向。

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Overview of Research on Stability and Control of VSC-HVDC

WU Mingzhe, CHEN Wuhui

(School of Electrical and Information Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu Province, China)

Voltage source converter based high voltage direct current (VSC-HVDC) transmission systems has the advantages of good active and reactive power control capability and more suitable for multi-terminal transmission system. It is considered as a potential transmission mode.Research on control and stability of VSC-HVDC is an important factor affecting the safety and performance of transmission system. Aiming at the study of control strategies of VSC-HVDC systems, the topologies and decoupling and additional control methods of VSC-HVDC were analyzed. Then it extends from the basic two-terminal topologies to the multi-terminal and hybrid topologies, focus on the droop control, fault ride through capability of VSC-MTDC and control of hybrid direct current transmission system. Next, this paper discussed the stability and control schemes of VSC-HVDC for wind power integration, which will provide reference for future research.

voltage source converter based high voltage direct current (VSC-HVDC); topology; decoupling control; droop control; fault ride through; wind power integration

10.12096/j.2096-4528.pgt.18199

2018-10-17。

吴明哲(1993)，男，硕士研究生，研究方向为柔性直流输电技术，ascd_dkgary@163.com；

吴明哲

陈武晖(1974)，男，博士，副教授，研究方向为电力系统稳定与控制，whchen@mail. ujs.edu.cn。

国家重点研发计划项目(2016YFE0105300)。

Project Supported by the National Key Research and Development Program of China (2016YFE0105300).

(责任编辑 辛培裕)