基于最優(yōu)潮流理論的MMC-MTDC直接功率控制策略

宋平崗，董 輝，周振邦，羅 劍

(華東交通大學(xué) 電氣與自動化工程學(xué)院，江西 南昌 330013)

0 引言

隨著大規(guī)模可再生能源的開發(fā)和應(yīng)用，傳統(tǒng)的電力電子設(shè)備、輸電模式和運行方式已不能滿足智能電網(wǎng)的需求。多端直流輸電系統(tǒng)[1]MTDC(Multi-Terminal DC)通過直流輸電技術(shù)構(gòu)成多種類、多形式、多時間尺度的靈活性與可靠性更高的直流電網(wǎng)，使解決這一問題成為了可能，并且受到了廣泛的研究與關(guān)注。相比于傳統(tǒng)兩電平換流器，模塊化多電平換流器MMC(Modular Multilevel Converter)的模塊化結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展且控制靈活，便于應(yīng)用在高壓大功率場合中。基于模塊化多電平換流器的多端直流輸電系統(tǒng)(MMC-MTDC)具有解耦獨立控制功率、潮流翻轉(zhuǎn)無需改變電壓極性、向無源負(fù)載供電和連接弱電網(wǎng)等優(yōu)點，在微電網(wǎng)、孤島供電、分布式能源并網(wǎng)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

多端直流輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和靈活穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)的潮流分配與直流電壓的控制特性，而MMC的控制策略直接影響系統(tǒng)的運行。

MMC為分布式電容，由于子模塊電容電壓的不均衡[2-3]導(dǎo)致橋臂間形成負(fù)序性質(zhì)的二倍頻環(huán)流[4]，環(huán)流只在橋臂間流動，并不會影響換流站交流和直流側(cè)輸出的波形。但在電網(wǎng)發(fā)生三相不平衡故障時，環(huán)流中會形成二倍頻零序分量，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性[5-6]。針對電網(wǎng)三相不平衡問題，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。文獻(xiàn)[7]設(shè)計了一種交流回路和直流回路相結(jié)合的控制器來分別進(jìn)行功率調(diào)節(jié)和環(huán)流抑制，但該方法受電網(wǎng)參數(shù)影響較大，不適用于實際工程。……