Modeling and Stability Analysis of HVDC Auxiliary Control for Pseudo-synchronous Operation of Asynchronous Interconnected Systems

PI Jieming; ZHANG Kun; CHEN Yiping; LI Chongtao

doi:10.7500/AEPS20221113002

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Modeling and Stability Analysis of HVDC Auxiliary Control for Pseudo-synchronous Operation of Asynchronous Interconnected Systems

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Modeling and Stability Analysis of HVDC Auxiliary Control for Pseudo-synchronous Operation of Asynchronous Interconnected Systems
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 14, Pages: 82-92(2023)
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.中国南方电网电力调度控制中心，广东省广州市 510663
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2022YFB2403500)
- DOI：10.7500/AEPS20221113002
  CLC：
- Received：13 November 2022，
  
  Revised：2023-03-31，
  
  Published Online：05 June 2023，
  
  Published：25 July 2023
- 稿件说明：
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皮杰明,张坤,陈亦平等.异步互联系统准同步运行的HVDC附加控制建模及稳定性分析[J].电力系统自动化,2023,47(14):82-92.

PI Jieming,ZHANG Kun,CHEN Yiping,et al.Modeling and Stability Analysis of HVDC Auxiliary Control for Pseudo-synchronous Operation of Asynchronous Interconnected Systems[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(14):82-92.
皮杰明,张坤,陈亦平等.异步互联系统准同步运行的HVDC附加控制建模及稳定性分析[J].电力系统自动化,2023,47(14):82-92. DOI： 10.7500/AEPS20221113002.

PI Jieming,ZHANG Kun,CHEN Yiping,et al.Modeling and Stability Analysis of HVDC Auxiliary Control for Pseudo-synchronous Operation of Asynchronous Interconnected Systems[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(14):82-92. DOI： 10.7500/AEPS20221113002.

摘要

异步互联系统调频资源和备用容量的分割使得频率稳定问题突出，利用高压直流输电系统的附加频率控制(AFC)可以实现异步互联系统调频备用共享，参与系统频率调控。文中以改善异步互联系统整体的调频性能和频率质量为目标，研究基于直流两侧电网频率差进行无差控制实现异步互联系统准同步运行的直流AFC对两侧电网频率稳定性的影响。利用换流站交直流系统的功率平衡关系建立较为精确的高压直流输电系统线性化模型，得到异步互联两区域系统的负荷频率控制模型，以此进行特征分析指导AFC参数设计。多场景仿真结果表明，准同步运行的直流AFC在使两侧电网趋于同频运行的同时，能够适应两侧电网的容量自动调节直流功率，有效改善全系统的频率稳定特性。

Abstract

Frequency stability problem of asynchronous interconnected systems is prominent with the division of frequency regulation resources and reserve capacities. The auxiliary frequency control (AFC) of high-voltage direct current (HVDC) transmission system can realize the sharing of frequency regulation reserves of asynchronous interconnected systems and participate in system frequency regulation. In this paper

with the objectives of improving the overall frequency regulation performance and frequency quality of asynchronous interconnected systems

based on the astatic control of frequency difference between HVDC interconnected AC grids on both sides

the influence of HVDC AFC for pseudo-synchronous operation of asynchronous interconnected systems on the frequency stability of AC grids on both sides is studied. A relatively accurate linearized HVDC model is developed using the power equilibrium relationship of AC-DC systems in converter stations

and the load frequency control model of asynchronous interconnected two-area system is obtained

which is used for eigen-analysis to guide the AFC parameter design. Multi-scenario simulation results indicate that the HVDC AFC for pseudo-synchronous operation can automatically adjust the transmission power of HVDC to the capacity of AC grids on both sides while making AC grids on both sides operate at the same frequency

and effectively improve the frequency stability characteristics of the whole system.

关键词

Keywords

references

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