电压源变换器接入电网的小扰动稳定机理分析

研究了基于矢量控制的电压源变换器(VSC)接入电网的小扰动稳定问题。基于VSC接入无穷大系统的详细模型，针对不同控制模式，分别对平衡点的存在性、稳定性进行了分析，系统地总结了VSC小扰动失稳的不同机理。系统中发生鞍结点分岔会导致平衡点消失而失稳，且存在以下几种机理：输出电流过大会导致锁相环(PLL)失去平衡点，对应PLL失去同步，单独的PLL失去同步可能发生在切除外环控制、采用内环定电流控制的情况下；输出有功过大会导致功率外环失去平衡点，当无功外环采用定无功功率、定交流电压控制时，分别对应电网的静态电压、功角失稳，而且失稳后电流增大一般也会引发PLL失去同步。在平衡点存在的情况下，系统振荡模式中包含低频振荡模式和次同步振荡模式，系统也可能发生Hopf分岔而出现振荡失稳。低频振荡模式主要由外环控制主导，次同步振荡模式则由PLL、电流环和线路动态主导。平衡点的存在性不受VSC控制参数的影响，只受网络参数、VSC工况的影响，而平衡点的稳定性和VSC控制参数有关。