基于功率解耦控制的电流注入式HVDC换流器运行特性的研究

赵建阳，张福民，刘福贵，刘永和



基于功率解耦控制的电流注入式HVDC换流器运行特性的研究

赵建阳1，张福民1，刘福贵1，刘永和2,3

(1.河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室，天津 300130；2.内蒙古工业大学电力学院，内蒙古 呼和浩特 010080；3.坎特伯雷大学电气与计算机系，新西兰 克利斯切奇8140)

研究基于MLCR-CSC的HVDC换流器在电网不同工况下的功率控制特性。从实际工程角度出发，设计了两组MLCR-CSC(DMLCR-CSC)协调工作的方案，提出了双组多电平电流重注入换流器(DMLCR-CSC)作为HVDC换流器。分析了DMLCR-CSC在功率解耦控制的可行性，提出了有功功率和无功功率解耦控制思想。采用的9电平DMLCR-CSC主电路晶闸管器件具备零电流关断(ZCS)特点。在输电网正常工况下，网侧单相接地故障、两相短路故障和直流侧短路故障时，换流器可以在1/6个周期内把电流降到零，并且THD含量与触发角度无关。仿真验证了DMLCR-CSC构成的HVDC换流器是高压大功率电能传输的一种可靠的选择。

DMLCR-CSC；功率解耦控制；ZCS；THD；运行特性；故障响应

0 引言

高压直流(HVDC)输电系统具有传送效率高、建设成本低和运行稳定等优点，已经成为现代电能传输领域的重要选择方式[1-2]。HVDC换流器主要包括电压型换流器(VSC)、电网换相换流器(LCC)和LCC-VSC混合直流输电换流器。

VSC具有功角和直流电压两个控制自由度，功率控制灵活，同时兼顾电网电能质量，但是对换流器控制与保护和电网故障响应要求更高[3-5]。LCC的特点是传送功率大，损耗低和全性能高以及故障响应时间短，但是容易出现换相失败，产生谐波，消耗大量无功功率[6-8]。……