MMC-HVDC孤岛供电系统交流故障穿越协调控制策略

doi:10.12204/j.issn.1000-7229.2020.06.012

电力建设 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (6): 93-99.doi: 10.12204/j.issn.1000-7229.2020.06.012

MMC-HVDC孤岛供电系统交流故障穿越协调控制策略

沈宝兴1，林琳1，董倩2，唐璁3，江守其2，辛业春2

1.浙江华云清洁能源有限公司，杭州市 310000；2.东北电力大学，吉林省吉林市 132012；3.国网四川省电力公司乐山供电公司，四川省乐山市 614000

出版日期:2020-06-01
作者简介:沈宝兴（1966），男，硕士，教授级高级工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化；林琳（1981），男，本科，高级工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化；董倩（1997），女，硕士研究生，主要研究方向为柔性直流输电技术；唐璁（1985），女，本科，工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化；江守其（1991），男，博士研究生，主要研究方向为柔性直流输电技术及其仿真建模；辛业春（1982），男，博士，副教授，主要研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用。
基金资助:
国家自然科学基金项目（51607032）；国网浙江省电力有限公司科技项目（0111-201812-F-KJCXB-0002）

Coordinated Control Strategy for AC Fault Ride-through of MMC-HVDC Island Power Supply System

SHEN Baoxing1， LIN Lin1， DONG Qian2， TANG Cong3， JIANG Shouqi2， XIN Yechun2

1. Zhejiang Huayun Clean Energy Co.， Ltd.， Hangzhou 310000， China； 2. Northeast Electric Power University， Jilin 132012， Jilin Province， China； 3. State Grid Sichuan Electric Power Company Leshan Power Supply Company， Leshan 614000， Sichuan Province， China

Online:2020-06-01
Supported by:
This work is supported by National Natural Science Foundation of China（ No. 51607032） and Science and Technology Project of State Grid Zhejiang Electric Power Co.， Ltd.（No. 0111-201812-F-KJCXB-0002）.

摘要/Abstract

摘要： 为解决交直流双路接入的孤岛供电系统在交流线路因故障退出运行时出现的功率不平衡问题，在分析孤岛供电系统联网与孤岛运行控制策略的基础上，提出了一种基于虚拟同步控制的模块化多电平换流器型高压直流输电（modular multilevel converter based high voltage direct current，MMC-HVDC）孤岛供电系统交流故障穿越协调控制策略，实现自消纳场景和非自消纳场景下的功率协调。针对自消纳场景，提出了模块化多电平换流器（modular multilevel converter ，MMC）功率转带控制方法，仅通过增加其输出功率消纳系统功率缺额，有效降低不平衡功率的影响范围；针对非自消纳场景，设计了MMC与风电场共同参与不平衡功率调节的协调控制策略，控制MMC工作于最大功率输出状态，并利用风机的功率调节能力通过减速增载弥补剩余功率缺额，维持孤岛系统的功率平衡。最后，对所提协调控制策略的有效性进行仿真验证，结果表明，该策略能够实现孤岛供电系统由联网向孤岛运行的平滑转换，可有效提高其安全稳定运行能力。

关键词: 模块化多电平换流器（MMC）, 虚拟同步机（VSG）, 减载备用, 协调控制策略

Abstract: In order to solve the power imbalance problem of island VSC-HVDC links operating in parallel with AC line when the AC line is out of operation due to a fault， according to the analysis on grid-connected and the island operation control strategy of the island power supply system， a virtual synchronous control based AC fault ride-through coordination control strategy for MMC-HVDC island power supply system is proposed to realize power coordination in self-consumption and non-self-consumption scenarios. Aiming at the self-consumption scenario， a method for MMC power transfer control is proposed， which reduces the power shortage of the system only by increasing its output power， and can effectively reduce the influence range of unbalanced power. Aiming at the non-self-consumption scenario， a coordinated control strategy for MMC and wind farms to participate in unbalanced power regulation is designed to control the MMC to work at the maximum power output， and the power adjustment capability of the wind turbine is used to compensate for the remaining power deficit through over-speed load-shedding to maintain the power balance of the island system. Finally， the effectiveness of the proposed coordinated control strategy is simulated and verified. The results show that the strategy can realize the smooth transition of island power supply system from grid-connected to island operation， and can effectively improve its safe and stable operation capability.

Key words: modular multilevel converter （MMC）, virtual synchronous generator（VSG）, load-shedding reserve, coordinated control strategy

中图分类号:

TM 72

沈宝兴，林琳，董倩，唐璁，江守其，辛业春. MMC-HVDC孤岛供电系统交流故障穿越协调控制策略[J]. 电力建设, 2020, 41(6): 93-99.

SHEN Baoxing1， LIN Lin1， DONG Qian2， TANG Cong3， JIANG Shouqi2， XIN Yechun2. Coordinated Control Strategy for AC Fault Ride-through of MMC-HVDC Island Power Supply System[J]. Electric Power Construction, 2020, 41(6): 93-99.

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MMC-HVDC孤岛供电系统交流故障穿越协调控制策略

Coordinated Control Strategy for AC Fault Ride-through of MMC-HVDC Island Power Supply System

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