虚拟同步机型直驱风机接入LCC-HVDC系统次同步振荡特性及机理研究

高本锋; 张笑宁; 梁纪峰; 张琦; 戎士洋

doi:10.13335/j.1000-3673.pst.2024.1855

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虚拟同步机型直驱风机接入LCC-HVDC系统次同步振荡特性及机理研究

更新时间：2025-12-18

- 虚拟同步机型直驱风机接入LCC-HVDC系统次同步振荡特性及机理研究
- Vol. 49, Issue 8, Pages: 3416-3429(2025)
- 作者机构：
  
  1. 河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学)
  2. 国网河北省电力有限公司电力科学研究院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2024.1855
  CLC： M614;TM712
- Published：2025
- 稿件说明：
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高本锋, 张笑宁, 梁纪峰, et al. 虚拟同步机型直驱风机接入LCC-HVDC系统次同步振荡特性及机理研究[J]. 2025, 49(8): 3416-3429.
DOI：

高本锋, 张笑宁, 梁纪峰, et al. 虚拟同步机型直驱风机接入LCC-HVDC系统次同步振荡特性及机理研究[J]. 2025, 49(8): 3416-3429. DOI： 10.13335/j.1000-3673.pst.2024.1855.

摘要

“沙戈荒”风电经高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current

LCC-HVDC)送至负荷中心消纳场景中，风机采用虚拟同步机控制(virtual synchronous generator control

VSG)可自行构建输出电压和频率，为LCC-HVDC提供换相电压。采用虚拟同步机控制的直驱风电场(virtual synchronous generator direct-drive wind farm

VSG-DDWF)接入LCC-HVDC送端换流站近区时，系统次同步振荡(sub-synchronous oscillation

SSO)特性及机理尚未有定论。首先，文章采用模块化小信号建模方法建立了VSG-DDWF接入LCC-HVDC送端近区系统状态空间模型；其次，基于特征值分析法分析了系统SSO特性；然后，通过阻尼路径法揭示VSG-DDWF与LCC-HVDC系统SSO交互作用机理，并分析了风机机侧动态对系统阻尼的影响；最后，分析了风机台数、短路比(Short Circuit Ratio

SCR)、控制器参数对系统阻尼的影响。结果显示，VSG-DDWF同步控制环节主导的SSO模态具有失稳风险，VSG-DDWF与LCC-HVDC间存在SSO交互作用，加剧了系统发生的SSO风险；风机机侧动态会引入负阻尼，并使振荡频率发生偏移；风机网侧外环控制器比例系数减小，短路比增大时，系统SSO模态阻尼减小；VSG-DDWF中风机台数增多，系统SSO模态阻尼先增加后减小。

Abstract

关键词

Keywords

references

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