VSC-HVDC交直流混合系统机电暂态仿真策略优化与验证

本篇文章主要探讨了含基于电压源型变流器(VSC)的高压直流输电(VSC-HVDC)交直流混合系统在机电暂态仿真中的研究。VSC-HVDC技术因其独立控制有功和无功功率传输的能力，以及适应大规模风力发电并网、城市供电和异步交流电网互联等应用场景的优势而受到关注。然而，电力电子元件的存在使得电磁暂态仿真对于大规模系统的研究存在局限性，而机电暂态仿真则更适合研究这类系统的动态交互。 文章的核心内容聚焦在VSC-HVDC系统的控制策略，特别是外环功率和电压控制器采用的PI控制。PI控制在dq同步旋转坐标系下的应用虽然简单可靠，但由于VSC数学模型中的交叉耦合项，需要额外的前馈补偿以实现内环电流解耦，这降低了系统的鲁棒性。为了改善这一点，作者提出了采用αβ静止坐标系的数学模型，并结合比例谐振(Proportional Resonant, PR)控制，这种控制方式可以实现无静差跟踪，增强内环电流控制的精度。 文章采用双时步仿真方法对VSC-HVDC的动态响应进行模拟，这种方法能提高仿真效率，同时保持一定的计算精度。作者通过在新英格兰系统上的仿真实验验证了所提出的VSC-HVDC机电暂态控制模型和双时步混合仿真方法的有效性。PR控制在电机和光伏逆变器控制中的成功应用为VSC-HVDC系统提供了新的可能，它在提升控制性能的同时，减少了对复杂数学模型的依赖。 总结来说，本文对VSC-HVDC系统的机电暂态特性进行了深入研究，通过改进的控制策略和仿真方法，为优化系统性能、提高其在实际电力系统中的稳定性和响应速度提供了理论依据。这对于推动VSC-HVDC技术的发展和实际应用具有重要意义。