VSC-MTDC系统无源负荷故障穿越协调控制：快速无功供给与电压稳定

本文主要探讨了在无源负荷供电的基于电压源型换流器（VSC）的多端直流输电（MTDC）系统中，如何优化交流故障穿越策略，以应对交流故障期间直流电压的大幅波动问题。无源负荷对电压稳定性敏感，因此，系统设计的关键在于确保其能在故障发生时保持稳定运行。 首先，研究者提出了一种故障穿越协调控制方法。当交流故障导致电压跌落时，受端VSC站采取“无功优先”的原则，通过直接计算根据电压变化的电流指令，实施电流内环控制。这种控制方式旨在快速供给无源负荷所需的无功功率，从而辅助负荷侧交流电压的恢复，提升其故障穿越能力。 为了实现与受端站的有效协调，连接电网的送端VSC站也切换至快速电流控制模式。送端站的故障电流指令值直接由直流电压的变化量和方向决定，这样既能满足多端VSC-MTDC系统的I-V下垂特性，即电压与电流之间的线性关系，又能优先保证VSC-MTDC系统的有功功率需求。这样做的目的是确保在故障期间快速实现系统功率平衡，从而减小直流电压的波动幅度，维持系统的稳定性。 作者在MATLAB/Simulink平台上搭建了一个三端VSC-MTDC系统模型，通过仿真验证了所提出的协调控制策略的有效性。结果显示，该策略显著提高了无源负荷的故障穿越性能，使得VSC-MTDC系统能够在交流故障后迅速恢复并保持稳定运行。 总结来说，本文针对无源负荷供电的VSC-MTDC系统，提出了一种故障穿越协调控制策略，通过合理分配和控制各站点的电流，实现了在交流故障条件下的快速无功响应和系统功率平衡，对于提升电力系统的稳定性具有重要意义。这一研究成果对于优化分布式可再生能源接入、增强电力系统的适应性和可靠性具有实用价值。