全控复合换流器功率特性及解耦控制策略OA

随着我国新能源渗透率的持续升高,电网“空心化”趋势日趋明显,电网强度下降导致当前直流系统电能传输可靠性不足。基于此,该文提出基于逆阻集成门极换流晶闸管(reverse blocking integrated gate-commutated thyristor,RB-IGCT)器件的全控复合换流器拓扑(full-controllable composite converter,F3C),在确保有功功率大容量可靠传输的前提下,实现对弱电网的主动支撑。首先,分析换流器拓扑及其功率约束条件与运行特性;然后,刻画F3C换流器的功率运行区间,提出F3C-HVDC协调解耦控制策略,分别从系统稳态响应特性、功率解耦特性、交流故障穿越特性3方面进行仿真验证;最后,从经济性方面对F3C进行综合评估。结果表明,F3C稳态阶跃响应速度小于0.5 s,直流系统具有功率解耦控制能力,传输额定有功时具有0.3 pu以上的稳态无功支撑能力,交流故障下能够抵御换相失败,且通过在故障期间增发无功功率的方式可将故障恢复时间减少48%。仅考虑器件及电容需求时,相同容量、相同支撑能力的F3C换流阀成本仅约为IGBT-MMC的63.7%。该文工作对我国特高压直流输电工程的研究与建设具有一定借鉴意义。