外环限幅对VSC并网系统大扰动稳定性的影响研究

以电压源型逆变器(voltage source converter,VSC)为并网接口的新能源发电设备在电力系统中的占比日益提高，现有VSC并网系统大扰动稳定性的研究，往往只关注于锁相环及其他控制环节特性，而未考虑非线性限幅环节及其对稳定性的约束作用。针对上述问题，该文以VSC并网系统的外环控制及其限幅环节为研究对象，首先建立以电流分量为状态变量的简化模型，分析控制外环平衡点的存在性；其次，基于Poincaré定理和Lyapunov第二定理证明运行点总于固定切出点脱离限幅约束及其确定性条件，揭示大扰动后含外环限幅VSC并网系统注入电网功率与指令值不一致的机理；再次，提出计及设备安全性和稳定性的限幅策略改进原则，并设计基于C-UCE的外环限幅改进策略；最后，基于实际VSC并网系统算例验证该文改进策略的有效性。