Two-phase Operation Control Strategy on Low-frequency Side of Two-terminal Flexible Low-frequency Transmission System

Xiaodan WU; Yu LU; Yunlong DONG; Qiang ZOU

doi:10.7500/AEPS20220414001

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Two-phase Operation Control Strategy on Low-frequency Side of Two-terminal Flexible Low-frequency Transmission System

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Two-phase Operation Control Strategy on Low-frequency Side of Two-terminal Flexible Low-frequency Transmission System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 19, Pages: 132-144(2022)
- 作者机构：
  
  1.南京南瑞继保电气有限公司,江苏省南京市 211102
  2.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),江苏省南京市 211106
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2021YFB2401100);State Grid Corporation of China(5211DS22002C)
- DOI：10.7500/AEPS20220414001
  CLC：
- Received：14 April 2022，
  
  Revised：2022-06-06，
  
  Published Online：03 August 2022，
  
  Published：10 October 2022
- 稿件说明：
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吴小丹,卢宇,董云龙等.双端柔性低频输电系统低频侧两相运行控制策略[J].电力系统自动化,2022,46(19):132-144.

WU Xiaodan,LU Yu,DONG Yunlong,et al.Two-phase Operation Control Strategy on Low-frequency Side of Two-terminal Flexible Low-frequency Transmission System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(19):132-144.
吴小丹,卢宇,董云龙等.双端柔性低频输电系统低频侧两相运行控制策略[J].电力系统自动化,2022,46(19):132-144. DOI： 10.7500/AEPS20220414001.

WU Xiaodan,LU Yu,DONG Yunlong,et al.Two-phase Operation Control Strategy on Low-frequency Side of Two-terminal Flexible Low-frequency Transmission System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(19):132-144. DOI： 10.7500/AEPS20220414001.

摘要

基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的柔性低频输电系统(LFTS)具备低频侧两相运行能力，但其控制策略需特殊设计。文中首先介绍了双端柔性LFTS的基本情况及两相运行的基本要求，给出基于工、低频侧输入解耦及桥臂环流控制的M3C数学模型。为实现低频侧不对称运行条件下桥臂子模块电容电压的均衡，提出M3C桥臂功率再平衡的双重低频环流控制法。然后，分别给出两相运行条件下

站和

站的低频侧输入电流控制策略，并在静止坐标系统通过对9个桥臂电流的完全独立控制实现两个站M3C的控制。最后，在实时数字仿真系统中搭建双端柔性LFTS仿真模型，分别对稳态、动态及交流系统不对称故障等典型工况进行仿真测试。仿真测试结果表明，所提控制策略可有效实现双端柔性LFTS的低频侧两相运行要求。

Abstract

The flexible low-frequency transmission system (LFTS) based on the modular multilevel matrix converter (M3C) has the capability of two-phase operation on the low-frequency side

but its control strategy needs special design. First

this paper describes the basic condition of two-terminal flexible LFTS and the basic requirements of two-phase operation

and proposes a mathematical model of M3C for fundamental-frequency and low-frequency side input decoupling control and bridge arm circulating current control. In order to balance the capacitor voltage of bridge arm sub-modules under the asymmetric operation condition on the low-frequency side

a dual low-frequency circulating current control method for rebalancing the bridge arm power of M3C is proposed. The input current control strategy on the low-frequency side of

V/f

and

stations under the two-phase operation condition is given

respectively. Then the control of M3Cs for two stations is realized by completely independent current control of nine bridge arms in the static coordinate system. Finally

the simulation model of a two-terminal flexible LFTS is built in the real-time digital simulation (RTDS) system

and simulation tests are carried out for typical operation conditions such as the steady-state operation

the dynamic operation and the AC system asymmetric fault. The simulation test results show that the proposed control strategy can effectively meet the requirements of two-phase operation on the low-frequency side of the two-terminal flexible LFTS.

关键词

Keywords

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Frequency-division and Hierarchical Control of Modular Multilevel Matrix Converter for Flexible Low-frequency Transmission

Low-frequency Transmission Scheme for Offshore Wind Power Based on Active Modular Multilevel Matrix Converter

Passivity-based Control Strategy for Input Side of Modular Multilevel Matrix Converter

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