2020年10月22日下午,思构实验室鲁晓军博士完成了题为“柔性直流输电系统馈入弱电网宽频振荡特性研究”的博士后出站报告评审,此次评审会议在电气大楼A316举行,直流组全体组员参加了此次会议。
答辩的主要内容为:随着柔直技术向高压大容量的趋势发展,模块化多电平换流器(Modular multilevel converter, MMC)成为了柔直系统主导拓扑方案,许多柔直系统在连接弱交流电网时发生了宽频振荡事件,严重影响了柔直系统的安全稳定运行。报告根据柔性直流输电系统存在的实际振荡风险及未来架空线化趋势,围绕混合型MMC在连接弱交流电网时的宽频振荡特性分析,揭示其振荡机理,提出了相应抑制方案。

鲁晓军博士进行报告陈述
报告主要有以下创新点:首先,建立了混合型MMC在无闭锁控制策略下的状态空间小信号模型,全面分析了混合型MMC在接入强交流电网时控制参数对其小信号稳定性的影响,总结了多类典型不稳定模式的振荡频率和参与状态变量。针对混合型MMC接入弱交流电网运行这一场景,分析了不同控制参数对系统小信号稳定性的影响,揭示了连接弱交流电网运行后新增的影响系统稳定性的风险点。
其次,揭示了混合型MMC接入弱交流电网高功率运行所引起的宽频带振荡问题,提出了优化关键参数以提高稳定性和功率传输能力的方法。基于对振荡模式的贡献程度排序,推导了回路开环增益的简化计算方法,该方法能够有效判断系统的宽频带振荡特性,并指导相关参数的优化方法。
最后,基于频域交流阻抗模型和时域状态空间小信号模型两种分析方法,分别对比分析了两电平VSC、半桥型MMC和混合型MMC在接入弱交流电网运行时的宽频振荡特征,揭示了三类VSC振荡特性的异同点,总结了抑制宽频带振荡、增强稳定性的参数调整策略。
鲁晓军博士答辩结束后,与会专家与鲁博士对研究内容、研究在工程中的应用、研究动模实验等内容展开了深入讨论。报告契合了我国直流电网的发展趋势,具有很好的实用价值。针对混合型MMC接入弱电网时宽频振荡问题开展研究,符合我国直流电网的发展现状和未来发展趋势。