规避MMC振荡风险：深入分析交直流侧扰动特性

本文主要探讨了模块化多电平换流器（MMC）的交直流侧扰动特性，这是一种针对高压大容量输电系统中广泛应用的电力电子装置进行深入研究的重要课题。MMC因其开关损耗低、电能质量优良和模块化集成度高而受到青睐，但其独特的拓扑结构和快速响应能力也使其在受扰动时可能放大系统不稳定因素。 研究首先从MMC的基本结构出发，构建了基于桥臂电感和子模块电容动态特性的状态空间模型，特别考虑了直流侧中点电位电压的影响。这种模型有助于全面理解MMC内部工作原理和动态行为。接着，作者利用频率分量平衡原则，对正常运行及受到各种扰动情况下的MMC内部变量进行了频率成分分析，并构建了一个描述不同变量扰动频率成分之间关系的多频率扰动矩阵。这个矩阵是分析扰动放大效应的关键工具。 通过时域仿真实验，研究人员验证了多频率扰动矩阵的准确性和有效性，进而计算了次同步和超同步频段内MMC交直流侧的端口阻抗。阻抗特性在这里扮演了关键角色，因为它揭示了系统在特定频率下如何响应外部扰动。 最终，通过对阻抗频率特性的深入分析，文章揭示了MMC在次同步和超同步频段内的特定频率下，存在扰动放大的现象。这些放大频率与系统的具体参数密切相关，这对于设计和控制MMC以提高电力系统安全稳定性具有重要的指导意义。 本文对MMC的交直流侧扰动特性进行了深入的理论建模和实验验证，为优化MMC在电力系统中的应用提供了理论依据，有助于提升电力系统在面对扰动时的稳定性和可靠性。