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月2023年7月25日电力系玩自动化Vol.47No.14Jul.25,2023

第47卷第14期

DOI:10.7500/AEPS20221113002AutomationofElectricPowerSystems

异步互联系统准同步运行的HVDC附加控制建模及稳定性分析

皮杰明1，张坤²，陈亦平²，李崇涛1

（1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市710049；2.中国南方电网电力调度控制中心，广东省广州市510663）

摘要：异步互联系统调频资源和备用容量的分割使得频率稳定问题突出，利用高压直流输电系统

的附加频率控制(AFC)可以实现异步互联系统调频备用共享，参与系统频率调控。文中以改善异

步互联系统整体的调频性能和频率质量为目标，研究基于直流两侧电网频率差进行无差控制实现

异步互联系统准同步运行的直流AFC对两侧电网频率稳定性的影响。利用换流站交直流系统的

功率平衡关系建立较为精确的高压直流输电系统线性化模型，得到异步互联两区域系统的负荷频

率控制模型，以此进行特征分析指导AFC参数设计。多场景仿真结果表明，准同步运行的直流

AFC在使两侧电网趋于同频运行的同时，能够适应两侧电网的容量自动调节直流功率，有效改善

全系统的频率稳定特性。

关键词：异步互联系统；准同步运行；高压直流输电系统；附加频率控制；线性化模型；频率稳

定性

0引言参与送端电网的频

率控制1.4],或者采用基于一阶惯性环节的FLC实

在“双碳”目标下，大规模并网风电、光伏出力的

现直流两侧电网有功功率的相互支援[6-7]。文献[4]

随机波动和大容量直流闭锁造成的交直流混联区域

对中国云南电网直流FLC与调速器的协调配合策

电网间的暂态失稳问题日益严峻[1-3]。通过高压直

略进行优化，实现快速抑制频率峰值。文献[6]对渝

流(high-voltagedirectcurrent,HVDC)输电系统与

鄂背靠背柔性直流采用的基于一阶惯性环节的

主网异步互联成为可再生能源集中区域的主要联网

FLC进行设计，以改善西南电网的频率和阻尼特

运行方式，异步互联系统的频率稳定问题已成为影

性。文献[7]分析渝鄂背靠背柔性直流FLC和功率

响电网安全稳定运行的重要因素11-4]。

紧急控制对系统频率和功角稳定的影响，以提升系

异步联网下，同步系统的调频备用和转动惯量

统稳定性。文献[8]在柔性直流有功控制环中采用

被拆分[5],各同步区域的调频备用容量减小，且调频

考虑两侧电网频率的PI控制结构AFC,在无功控制

备用容量常以N一1或N-2的大扰动进行设计，正

环中设计提供虚拟惯量的AFC,这种双环AFC策

常情况下没有得到充分利用。调频资源在区域间的

略能够改善系统频率的稳态和暂态特性。国外方

不均匀分布，使得扰动后各同步区域的频率动态过

面，韩国-济州异步互联系统基于济州电网频率的比

程存在显著差异，难以实现区域间调频资源的充分

共享。利用HVDC控制灵活、响应快速的特点，在例控制调节直流功率，参与受端济州岛的频率调

HVDC控制系统中增加附加频率控制（auxili