电压源变流器的高压直流输电Word文件下载.doc

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传统的高压直流输电采用晶闸管变流器，而新型的直流输电技术（VSC-HVDC）采用IGBT、IGCT等全控器件组成电压源变流器（VSC）完成交流-直流-交流的变换。

两个VSC分别作整流器和逆变器，一个工作在定直流电压模式，另一个工作在定有功功率模式。

两个变流器的无功功率都可以单独调节。

其核心是利用由全控型电力电子器件构成并基于脉宽调制（PWM）技术控制的VSC代替了常规HVDC中的可控硅换流器。

该输电技术可向无源网络供电．不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等。

如图1所示，常用的两端VSC—HVDC的主要部件包括：

电压源换流器（vsc）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、脉宽调制（PWM）、控制系统。

VSC—HVDC的基本控制原理：

Q=

其中：

Uc为换流器输出电压的基波分量，Us为交流母线电压基波分量，为Uc和Us之间的相角差，为换流电抗器的电抗。

2.VSC-HVDC的基本控制方式及特点

定直流电压控制方式，用以控制直流母线电压和输送到交流侧的无功功率，定直流电流（功率）控制方式，用以控制直流电流（功率）和输送到交流侧的无功功率，定交流电压

控制方式，仅控制交流侧母线电压，适用于向无源网络供电，通常对于一个两端VSCHVDC系统，必须有一端采用定直流电压控制方式。

3.VSC-HVDC的仿真

将两个230KV，2000MVA的交流系统通过VSC-HVDC相连，进行功率传输。

图为仿真电路图：

图中的station1和station2为两个VSC，分别做整流器和逆变器运行。

以下仅对station1进行分析。

VSC离散控制器模块仍然采用双闭环控制，外环根据控制目的不同为直流电压环或有功功率环。

Station1为定有功功率控制。

调节station1的有功功率，由1下降到0.9，在2s时其无功功率由0变为-0.1，在2.5s时station2的直流电压由1下降到0.95，运行程序得仿真结果如下：

Station1的直流电压波形：

Station1的有功功率波形：

Station1的无功功率波形：

在1.5s时station1的有功功率指令发生突变之后。

其实际的有功功率能够迅速的跟随指令变化。

在0.3秒内达到稳定，由于station1为定有功功率控制，因此其直流电压并不固定，而是与station2上的直流电压及直流电阻上的压降有关，将随功率而发生变化。

而在2s时station1的无功功率指令突变后，其实际的无功迅速发生相应变化，而对直流电压和有功的影响很小，说明控制系统的解耦性能良好。

在2.5s时的直流电压突变后，station1的直流电压随之发生变化，有功功率在短时波动后很快恢复设定值，无功功率几乎不受其影响。

4.结语

新型直流输电有着与传统直流输电不同的特性。

首先其换流器控制量不象传统直流输电只有晶闸管触发角，而是同时有电压幅值，电压相角和频率三个可控量，其次，换流器输入输出间可以实现解耦。

控制具有很大的灵活性。