【摘 要】
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近年来,以模块化多电平换流器（modular multilevel convert,MMC）拓扑为基础的实际柔性直流输电工程中多次出现了高频振荡现象,高频振荡发生时系统的电压电流发生畸变,含有幅值较大的高次谐波,对系统的设备会造成一定的冲击危害。因此,对MMC系统的高频振荡问题进行相关研究能为电网的安全稳定运行提供理论指导,不但具有解决实际工程问题的应用价值,还能为相关研究提供学术基础。首先,为了
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51877077）“混合多馈入直流输电系统的宽频带耦合振荡模式和故障演化传播机理”；
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近年来,以模块化多电平换流器（modular multilevel convert,MMC）拓扑为基础的实际柔性直流输电工程中多次出现了高频振荡现象,高频振荡发生时系统的电压电流发生畸变,含有幅值较大的高次谐波,对系统的设备会造成一定的冲击危害。因此,对MMC系统的高频振荡问题进行相关研究能为电网的安全稳定运行提供理论指导,不但具有解决实际工程问题的应用价值,还能为相关研究提供学术基础。首先,为了给本文的振荡机理分析提供理论基础,建立了考虑延时环节的MMC系统状态空间模型。该模型包括主电路、控制系统及交流系统三部分,其中延时环节采用Pade近似等值,交流系统采用20个π串联模拟。为验证该模型的正确性,在PSCAD/EMTDC中建立了 MMC系统的电磁暂态模型,并通过相关特性的对比验证了二者模型的一致性。然后,在给出的MMC系统状态空间模型基础上,通过特征根与参与因子分析的方法,定位了高频振荡产生的主要影响因素,探究了延时环节、内外环控制、环流抑制控制与锁相环控制参数对MMC系统高频特性的影响,分析得出交流系统和延时环节之间的耦合作用是造成系统高频振荡的主导原因,其他控制环节的相关参数对系统高频特性影响较小。最后,基于MMC降阶阻抗模型及相频特性约束关系,将单个频段阻抗重塑扩展到了中高频段,提出了多频点相位钳制的阻抗重塑器参数设计方法,并在PSCAD/EMTDC中验证了所设计的无源阻抗重塑器对系统中高频振荡的抑制效果,结果表明所提出的无源阻抗重塑器及参数设计方法,不仅在抑制高频振荡的同时不会激发中频振荡现象,而且在中高频段范围内均可以有效抑制振荡现象。
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