Small-signal stability analysis of voltage source converter based high-voltage

doctoral thesis

• Title (croatian): Analiza stabilnosti slaboga signala visokonaponskih istosmjernih sustava s pretvaračima s naponskim ulazom
• Author: Goran Grdenić
• Mentor: Marko Delimar (mentor)
• Committee member: Marko Delimar (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; (Department of Energy and Power Systems); Zagreb
• Defense date and country: 2019, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering; Power Engineering
• Universal decimal classification (UDC): 621.3 - Electrical engineering

Abstract

The main initiators of the higher employment of the voltage source converter based (VSC) high-voltage direct-current transmission (HVDC) are the connection of offshore wind power plants and the increasing necessity for flexibility and controllability in AC power grids. Transistor-based VSC technology has also facilitated the simpler implementation of truly meshed multi-terminal direct-current (MTDC) grids. Consequently, in AC grids, more converters are being located mutually in electrical proximity, forming multi-infeed HVDC (MI-HVDC) systems. Small-signal stability analysis (SSSA) is one of the most important methods for studying the inherent characteristics of dynamic systems and is a valuable tool of their design. This analysis is employed in the thesis to investigate the influence of different control and structural parameters in the aforementioned systems. The scientific contribution of this thesis can be summarized as follows: 1.Assessment of properties of HVDC grid interaction eigenvalues with respect to the operating point and grid structure; 2.Method for tuning coefficients of voltage droop control in HVDC grids; 3.Evaluation of different voltage and reactive power regulation methods in multi-infeed HVDC systems; and 4.Determination of converter and grid parameters relevant to the boundary selection between a dynamic and a static AC grid model with voltage source converters

Abstract (croatian)

Glavni pokretači sve veće primjene visokonaponskog istosmjernog prijenosa električne energije temeljenog na pretvaračima s naponskim ulazom su povezivanje pučinskih vjetroelektrana i povećana potreba za fleksibilnošću i upravljivošću u izmjeničnim elektroenergetskim mrežama. Tranzistorska tehnologija u pretvaračima s naponskim ulazom također je omogućila jednostavniju implementaciju zamkastih visokonaponskih istosmjernih mreža. Posljedično, u izmjeničnim elektroenergetskim mrežama, sve više pretvarača se nalazi u međusobnoj električnoj blizini (eng. multi-infeed systems). Analiza stabilnosti slaboga signala jedna je od najvažnijih metoda za proučavanje inherentnih karakteristika dinamičkih sustava i vrijedan alat za njihovo projektiranje. Ova analiza se upotrebljava u ovome radu za proučavanje utjecaja različitih upravljačkih i strukturnih parametara u spomenutim sustavima. Znanstveni doprinos ove doktorske disertacije može se sažeto predstaviti sa sljedećim: 1.Određivanje značajki interakcijskih svojstvenih vrijednosti visokonaponske istosmjerne mreže s obzirom na radnu točku i strukturu mreže; 2.Metoda za podešavanje koeficijenata proporcionalnih regulatora za distribuirano upravljanje naponom visokonaponske istosmjerne mreže; 3.Vrednovanje različitih metoda regulacije napona i jalove snage u izmjeničnoj mreži s više pretvaračkih stanica; te 4.Utvrđivanje parametara pretvarača i izmjenične mreže relevantnih za odabir granice između statičkog i dinamičkog modela izmjenične mreže s pretvaračima s naponskim ulazom.

• Keywords: high-voltage direct-current transmission; voltage source converters; multi-infeed HVDC systems; small-signal stability analysis
• Keywords (croatian): visokonaponski istosmjerni prijenos električne energije; pretvarači s naponskim ulazom; sustav pretvarača u međusobnoj električnoj blizini u izmjeničnoj mreži; analiza stabilnosti slaboga signala
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:559257
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Computing; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: Doktor znanosti elektrotehnike i računarstva (Doktor znanosti elektrotehnike i računarstva)
• Type of resource: Text
• Extent: 137 str. ; 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2020-01-22 08:25:08