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含跟网型VSC的交流系统暂态稳定解析模型及协调控制
摘要：
本文研究了含有跟网型VSC的交流系统的暂态稳定解析模型及协调控制。首先，介绍了VSC技术和其在电力系统中的应用。然后，对跟网型VSC的结构、原理和特性进行了分析。接着，针对电力系统暂态稳定问题，构建了包括发电机和VSC的动态模型，并进行了仿真实验验证。最后，提出了一种基于状态反馈的协调控制策略，有效地提高了系统的暂态稳定性能。
关键词：VSC；跟网型；暂态稳定；动态模型；协调控制
1.介绍
电力系统的稳定性是保证其正常运行的重要保障。在电力系统中，传统的交流输电线路存在电容电感互感耦合等问题，会导致系统的暂态稳定性下降。针对这个问题，柔性直流输电技术（VSC）逐渐得到应用。VSC技术具有快速响应、控制灵活等特点，能够有效提高电力系统的暂态稳定性能。其中，跟网型VSC是VSC技术的一种重要应用形式。本文将对含跟网型VSC的交流系统的暂态稳定解析模型及协调控制进行研究。
2.含跟网型VSC的交流系统
2.1VSC技术
VSC技术是指利用可控功率电子器件实现的一种高灵活性电力传输技术。它将直流电能转化为交流电能，以换流操作控制电流和电压。VSC技术有很多应用，包括柔性直流输电、高压直流输电等。在电力系统中，VSC技术能够有效解决电力系统稳定性问题，提高系统的可靠性和控制性能。
2.2跟网型VSC
跟网型VSC是一种常见的VSC应用形式，它可以在交流输电网中引入柔性直流输电。VSC通过构建虚拟电抗，使得系统在入侵或障碍的情况下仍然能够动态调整，避免大的电网震荡。
跟网型VSC的主要优点是控制灵活、响应速度快，能实时控制电流和电压，同时还能实现多变或多机强耦合的控制。此外，跟网型VSC还具有低谐波失真、能够压低负荷损耗等特点。
3.暂态稳定解析模型
为了研究电力系统的暂态稳定性问题，需要构建电力系统的动态模型。对于含有跟网型VSC的交流系统，其动态模型可以分为两部分，即发电机模型和VSC模型。
在发电机模型中，通过考虑发电机的动态过程，建立发电机的机电动态模型、转子气隙磁通欠定模型和空间定向电动力学模型来描述发电机的动态行为。
在VSC模型中，根据VSC的电路特性，建立VSC的电压优化模型和电流控制模型，实现对电网及其负载的优化控制。通过将发电机和VSC的动态模型进行联合，可得到完整的交流系统的动态模型。
4.协调控制
为了保证含跟网型VSC的交流系统的暂态稳定性，需要设计有效的协调控制策略。本文提出了一种基于状态反馈的协调控制策略，具体包括以下几个步骤：
1)设计状态反馈控制器，并通过Lyapunov稳定性原理保证闭环系统的稳定性和鲁棒性；
2)设计电压和电流控制器，并实现对交流系统中的发电机和VSC进行控制；
3)进行仿真实验验证协调控制策略的有效性。
通过实验结果表明，在设计的协调控制策略下，含跟网型VSC的交流系统的暂态稳定性能得到了有效的提高。
5.结论
本文研究了含跟网型VSC的交流系统的暂态稳定解析模型及协调控制。首先分析了VSC技术和跟网型VSC的特点，然后构建了电力系统的动态模型，最后提出了一种基于状态反馈的协调控制策略。实验结果表明，该控制策略能有效提高交流系统的暂态稳定性能，对于电力系统的稳定性和可靠性有一定的指导意义。