DR-MMC串联高压直流输电系统阻抗建模与稳定性分析

news2026/3/21 19:31:36

DR-MMC串联高压直流输电系统阻抗建模与稳定性分析摘要随着海上风电等大规模新能源并网需求的增长，基于二极管整流器（DR）与模块化多电平换流器（MMC）串联的混合高压直流输电系统因其经济性和可靠性优势成为研究热点。然而，DR与MMC在直流侧的串联结构导致二者之间存在复杂的频率耦合与相互作用，可能引发宽频带振荡问题。本文针对DR-MMC串联高压直流输电系统，建立了考虑频率耦合的序阻抗模型。首先，分析了DR与MMC直流侧串联的拓扑结构及工作原理；其次，设计了MMC的VF控制及电压电流双环控制策略，建立了DR与MMC的小信号模型；在此基础上，推导了DR-MMC串联系统的序阻抗解析表达式；最后，基于MATLAB/Simulink平台开发了扫频仿真程序，通过频率扫描验证了阻抗模型的准确性，并分析了DR与MMC相互作用对系统阻抗特性的影响。研究结果表明，DR的换相过程与MMC的控制动态在低频段存在显著耦合，对系统稳定性有重要影响。关键词：高压直流输电；二极管整流器；模块化多电平换流器；阻抗建模；VF控制；频率扫描；小信号分析1. 引言1.1 研究背景与意义随着全球能源转型的深入推进，海上风电等可再生能源的开发利用已成为各国能源战略的重要组成部分。海上风电资源丰富、不占用陆地资源，但远离负荷中心，需要采用高压直流输电技术实现大容量、远距离的电能传输。传统的海上风电送出方案主要采用基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统。MMC具有输出波形质量高、开关损耗低

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