基于电压源换流器的柔性高压直流输电系统仿真研究

王宗涛?李鹏?蔡明曌

摘 要 基于电压源换流器的高压直流输电技术是一种新型化的直流输电技术。本文首先阐述了换流站级的控制方法，并选取直接电流控制进行研究，给出了外环电压控制器和内环电流控制器的框图结构；在PSCAD平台中搭建了两端柔性直流输电系统。仿真结果表明直接电流控制能够实现对柔性直流系统的稳定控制，并且在参考值改变时能够实现快速追踪。

关键词 柔性直流输电；电压源换流器；直接电流控制前言

GTO、IGBT、IGCT等全控型器件技术的飞跃促使了电压源型高压直流输电（VSC-HVDC）技术的产生。由于柔性直流输电是采用全控型器件、脉宽调制和电压源换流器，因此可以分别对有功功率和无功功率进行独立有效的调节、向无源网络提供电能、潮流也可以自由反转。因此，VSC-HVDC技术被广泛应用于孤岛或小负荷供电、城市电网增容、可再生能源并网等领域。

电压源型换流器是整个VSC-HVDC的关键模块，具有不同的拓扑结构。低电平换流模块在工程上应用较为普遍，但是功耗较大，供电质量较差；相对于低电平换流模块，模块化多电平换流器（MMC）性能优异，具体表现在：它可以将电压最大提升到上百倍，电压等级的快速提高使波形更加逼近正弦波从而减少了谐波含量[1]。

1 VSC-HVDC的换流站级控制

不同于LCC-HVDC，VSC-HVDC采用电压源换流器，这对换流站的具体拓扑控制、系统的追踪特性都有新的要求。为了满足这些新的要求并达到长期稳定的工作状态，有必要在柔性直流输电系统中采用换流站级控制。……