基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述_徐忻

直流电压换流器在高压直流输电系统中的优化设计随着能源需求的增加和可再生能源的发展，高压直流输电系统在电力传输领域中的应用越来越广泛。

而直流电压换流器作为直流输电系统的核心设备之一，在实际应用中起着至关重要的作用。

本文将详细介绍直流电压换流器在高压直流输电系统中的优化设计。

首先，直流电压换流器的优化设计需考虑到高压直流输电系统的特点和要求。

高压直流输电系统由于其输电距离长、耗损小、稳定性好等优点，被广泛应用于大规模远距离的电力输送。

因此，在优化设计直流电压换流器时，应考虑其能够适应不同输电容量和距离的要求，以提高系统的稳定性和效率。

其次，直流电压换流器的优化设计需考虑到系统的安全性。

高压直流输电系统输送的是直流电，而直流电一旦失控可能会引发火灾、爆炸等安全事故，对系统设备和人身安全造成威胁。

因此，在优化设计直流电压换流器时，应考虑到其对系统的保护功能，如过流、过压、温度等方面的监测和保护装置的设计，以确保系统的安全运行。

第三，直流电压换流器的优化设计需考虑到系统的可靠性。

高压直流输电系统往往是在恶劣环境中运行，故障发生的概率较高。

因此，在优化设计直流电压换流器时，应考虑到其硬件和软件的可靠性，如采用可靠性高的元器件和控制系统，保证设备长期稳定运行，减少维修和更换的频率，提高系统的可靠性和可用性。

第四，直流电压换流器的优化设计需考虑到系统的经济性。

高压直流输电系统的建设和运行成本较高，因此，在优化设计直流电压换流器时，应考虑到其在成本和性能之间的平衡。

一方面，要选择成本相对较低的元器件和设备，降低系统的建设成本；另一方面，要优化系统的效率，提高输电能力和能源利用率，降低系统的运行成本。

最后，直流电压换流器的优化设计需考虑到系统的可扩展性。

高压直流输电系统是一个工程性质的系统，随着应用领域的不断扩大和技术的不断发展，系统容量和输电距离可能发生变化。

因此，在优化设计直流电压换流器时，应考虑到其扩展性，尽可能地降低系统升级和扩容的成本，以适应未来发展的需求。

变化，从而图像可 以借助数据表现出来。最后通过规定不同
事电子信息工程研究
７１
信 息记 录材 料 ２ ０ Ｉ ８ 年２ 月 第１ ９ 卷第２ 期
Ⅲ
１
Ａ
Ｐ ｉ ｌ
Ｄ １ ３
｝ 器 嚣 ＝ ＝ ｈ Ｌ ＿ 翻 ｈ
信 息记 录材料 ２ ０ １ ８ 年２ 月 第１ ９ 卷 第２ 期
Ｖ Ｓ Ｃ — Ｈ Ｖ Ｄ Ｃ中换 流 器 故 障诊 断方 法
钱 承 源
（ 泰 西 中学 山 东 肥 城 ２ ７ １ ６ ０ ０）
【 摘要 】基 于电压源换 流器的高压直流输 电技 术 （ Ｖ ｓ Ｃ － Ｈ Ｖ Ｄ Ｃ ）以其优 良的特性得到 了快速发展和广泛应用 。本文根 据Ｖ Ｓ Ｃ — Ｈ Ｖ Ｄ Ｃ中换流器部分在发生各种故障 时直流电压的不 同特性 ，提 出了换流器故障分类与诊 断方法，在 Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｅ Ｍ Ｔ Ｄ Ｃ
中建立 了 Ｖ ｓ ｃ — Ｈ Ｖ Ｄ Ｃ等值 系统模型并进行仿真分析 。仿真结果表 明，该方法能有效诊 断换 流器 内部故障，具有较好 的应
用前景 。
【 关键词 】Ｖ Ｓ Ｃ － Ｈ Ｖ Ｄ Ｃ ；换流器；故障诊断 【 中图分类号 】Ｔ Ｍ ７ ２ １ ． １ 【 文献标识码 】Ａ
未知介质 的接受信 息通过滤波反投影算经 Ｍ Ａ ｎＡ Ｂ重
建 出的 未 知介 质 的 图形 见 图 ８ 。
要利 ｒ滤波反投影算法和灰度 图像 处理 ，处理了成像 问 题，得出了二维物体每一点的吸收率 ，本文主要特 点为利 用平 行束投影 的已＿ 矢 【 ］ 参数 ，利用平行束 的滤波反投影来成 像，再根据灰度成像原理得 出的灰度系数，经过与吸收率 定性 的分析 ，得｝ 十 ｛ 灰度系数与吸收率之间量的关 系，从而

基于电压源换流器的柔性高压直流输电系统仿真研究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。

VSC-HVDC系统主要包括内，外环电流调节部分等环节。

在上述模块里，外环调节模块依据一定的原理，目标为确定电压功率不变。

要使得模块两侧的有功功率得以相等，则其中的一端可以选用使得直流电压不变的调节策略，与此同时，对侧可以选用使得频率不变的调节策略。

内环电流控制器根据系统的测量值来改变电流的向量。

锁相环部分输出的相位角用于提供直接电流控制和触发脉冲调制所需的角度。

高压直流输电系统换流器技术综述内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市 026000摘要：高压直流输电因其在长距离大容量输电、海底电缆输电、异步联网等领域的独特优势而得到广泛应用。

本文详细论述了高压直流输电系统换流器技术。

关键词：高压直流；输电；换流器高压直流输电核心设备是换流器，其是影响高压直流输电系统性能、运行方式、设备成本和运行损耗等的关键因素，是实现交直流电相互转换的设备。

因此，其对整个直流输电系统的安全稳定运行具有重要影响。

一、高压直流输电高压直流输电(HVDC)是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。

输电过程为直流，常用于海底电缆输电，非同步运行的交流系统之间的连络等。

其包括换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器等。

换流器又称换流阀是换流站的关键设备，实现整流和逆变。

目前换流器多采用晶闸管可控硅整流管组成三相桥式整流作为基本单元，称为换流桥。

一般由两个或多个换流桥组成换流系统，实现交流变直流直流变交流的功能。

换流器在整流和逆变过程中将要产生5、7、11、13、17、19等多次谐波。

为减少各次谐波进入交流系统在换流站交流母线上要装设滤波器。

它由电抗线圈、电容器、小电阻串联组成通过调谐的参数配合可滤掉多次谐波。

一般在换流站的交流侧母线装有5、7、11、13次谐波滤波器组。

单极又分为一线一地和单极两线方式。

直流输电一般采用双极线路，当换流器有一极退出运行时，直流系统可按单极两线运行，但输送功率要减少一半。

二、采用晶闸管的UHVDC换流器1、电路结构、工作原理和控制。

适用于UHVDC的换流器有两种接线方式：每极两组12脉冲换流器串联、每极两组12脉冲换流器并联。

我国采用每极2组12脉冲换流器串联接线方式，这是因换流器制造难度不会增加太多，也不会显著增加换流变压器制造与运输难度，所以能充分利用常规换流器在设计与制造方面的成熟经验。

适用UHVDC的换流器由于以12脉冲换流器为基本单元，其工作原理与常规高压直流换流器相同。

电压源换流器在高压直流输电系统中的应用研究随着能源消耗不断增加，能源供应的可靠性和可持续性已经成为了现代社会至关重要的问题。

高压直流输电系统作为一种高效、节能、环保的输电方式，越来越受到重视并广泛应用。

而电压源换流器作为高压直流输电系统的核心设备之一，发挥着举足轻重的作用。

本文将围绕着电压源换流器在高压直流输电系统中的应用展开研究。

一、电压源换流器的基本概念电压源换流器简称VSC，是一种电力电子装置，通过将交流电转换成所需要的直流电来完成直流输电。

它是由一个或者多个电压源组成的装置，通过控制电压源电压与频率来实现输出电压的控制。

二、电压源换流器的工作原理在高压直流输电系统中，电压源换流器采用高频调制产生波形控制信号，通过矢量合成技术，将所需要的交流电转换成为负载所需要的直流电。

它通过不断的调整输出电压的大小和频率，使输出电压和负载电压保持稳定的比例关系，从而达到稳定的输电效果。

三、电压源换流器技术的优势1.输电距离远：采用高压直流输电技术，克服了传统输电线路输送距离限制的问题，有效的将电力输送到更远的地方。

2.输电损耗小：由于采用高压直流输电技术，过程中会产生少量的能量损耗，远远低于传统输电线路的损耗。

3.调节稳定性强：电压源换流器的特点在于可以不断调节输出电压的大小和频率，保持与负载电压稳定的比例关系，从而确保输出电压和输电效果的稳定性。

4.环保性好：采用高压直流输电技术，对大气及周围环境污染较小。

四、电压源换流器的应用领域随着现代技术的不断进步，电压源换流器得到了广泛的应用与发展。

它的应用领域主要包括：1.电力系统中的直流输电系统，广泛应用于国内电力系统中。

2.工业电力中的高科技领域，如光伏、风能等。

3.交通领域，如高速铁路等。

4.电力系统中的灵活交流输电系统。

五、电压源换流器技术的创新目前，在电压源换流器技术的应用与发展中，采用了一系列的新技术来提高其性能。

1.可重构控制技术：这是一种基于自适应控制的新技术，通过对变换器的在线模型识别和参数匹配实现精确控制。

适用于电压源变换器型高压直流输电的模块化多电平变换器研究进展1.本文概述随着能源结构的转变和电力系统的升级，高压直流输电技术以其长距离、大容量、低损耗的优势，在跨区域输电和海上风电并网等领域得到了广泛应用。

在高压直流输电技术中，基于电压源换流器的高压直流输电（VSHVDC）因其能够实现有功和无功功率的独立控制、适用于多端直流输电系统等独特优势，逐渐成为研究热点。

模块化多电平变换器作为VSHVDC的核心设备，其性能直接影响整个输电系统的稳定性和效率。

本文旨在系统地回顾和评价适用于VSHVDC的MMC的研究进展。

本文首先介绍了VSHVDC和MMC的基本原理和特点，然后从拓扑结构、调制策略、控制方法、故障处理等方面阐述了MMC的最新研究成果和发展趋势。

通过比较分析不同研究方案的优势和局限性，旨在为相关领域的学者和工程师提供有益的参考和启示，促进VSHVDC技术在全球能源互联网建设中的应用和发展。

2.模块化多电平变换器的基本原理模块化多电平变换器（MMC）是高压直流输电系统中的一种先进技术，具有高效、高可靠性和良好的电压调节能力。

该转换器的设计基于将电压源转换为多电平电压，从而实现对电压和电流的精确控制。

MMC的基本原理是通过电力电子开关设备的组合将输入电压源分解为多个较小的电压电平。

这些电压电平可以是正向的，也可以是反向的，它们通过控制开关器件来调节输出电压。

在MMC中，每个模块通常由电容器和电感器组成，它们一起工作形成电压源。

通过控制连接到这些电容器的开关器件，可以在输出端产生不同的电压组合，从而实现多电平输出。

模块化设计是MMC的一个关键特征，它允许系统设计者根据需要增加或减少模块的数量，从而调整系统的电压和电流容量。

这种设计还增强了系统的灵活性和可扩展性，使其能够适应不同的应用要求和电网条件。

为了有效地控制MMC的输出电压和电流，需要采用复杂的控制策略。

这些策略通常包括电压平衡控制、电流控制和故障保护机制。

电压源换流器型直流输电技术综述在当今社会，随着电力需求的不断增长和环境保护意识的提高，以及可再生能源的广泛应用，对于电力输电技术的要求也日益提高。

在这种背景下，电压源换流器型直流输电技术应运而生，并逐渐成为电力输电领域的热门话题。

本文将对电压源换流器型直流输电技术进行全面评估，并撰写一篇有价值的文章，以便更深入地了解这一技术的深度和广度。

一、电压源换流器型直流输电技术概述电压源换流器型直流输电技术是一种采用电压源换流器作为输电端装置的直流输电技术。

它通过电力电子器件实现了交流电到直流电的变换，并实现了各种功能的控制，例如功率流动的控制、电压的调节等。

相比传统的线性功率放大器直流输电技术，电压源换流器型直流输电技术具有输电能力大、损耗小、对系统的动态稳定性影响小等优点，成为了新一代直流输电技术的热门选择。

二、电压源换流器型直流输电技术的原理和特点电压源换流器型直流输电技术是基于电力电子器件的控制原理实现的。

其核心是电压源换流器，它能够对电压和电流进行灵活的控制，实现了高效的能量转换和输电控制。

电压源换流器型直流输电技术还具有灵活性高、成本低、占地面积小等特点，能够满足复杂电网结构和大容量输电的需求，因此在电力系统中具有广阔的应用前景。

三、电压源换流器型直流输电技术的应用领域电压源换流器型直流输电技术广泛应用于大容量远距离输电、海底电缆输电、电力系统互联、可再生能源接入等领域。

它能够有效解决传统交流输电技术在长距离输电、大容量输电和电网规划等方面面临的问题，成为了电力系统中不可或缺的一部分。

四、电压源换流器型直流输电技术的优势和未来发展趋势电压源换流器型直流输电技术相比传统的交流输电技术具有输电能力大、输电损耗小、对环境的干扰小等优势，未来的发展趋势主要体现在技术的不断创新和完善上。

随着电力系统的智能化和信息化程度不断提高，电压源换流器型直流输电技术将会更加智能化和高效化，以满足电力系统的需求。

五、个人观点和总结在我看来，电压源换流器型直流输电技术作为一种新型的电力输电技术，将会对未来的电力系统产生重要影响。

以电压源换流器为基础的高压直流输电技术探讨摘要：在科技迅猛发展的今天，用电需求增加，对电力系统的可靠性要求更为严格，而且电力、电子设备在不断革新，高压输电技术作为这些设施运行的重要保障，保证其运行的可靠具有重要意义，本文就此背景出发，对高压输电技术进行分析，并探讨了以电压源换流器为基础的高压直流输电技术和传统输电技术之间的差异，以电压源换流器为基础的高压直流输电将是输电系统的发展趋势。

关键词：高压输电技术；可靠性；电压源换流器在当下快速发展的社会经济的驱动下，电缆在广播、电视、军工、通信领域发展迅速，这是都是高压输电技术广泛应用的区域，其具备传输量大、传输速度快的特点，当发生失效的情况，将对信息的传播带来重要影响，这也是越来越多的研究人员所着重研究的地方，如何保证高压输电技术的使用可靠性，在一定程度上将影响着科学技术的发展、电子设备的普及生活水平的提高。

为了能够保证其可靠性，很多学者也纷纷展开了研究与讨论，各种分析层出不穷，但是哪些方法更奏效却说法不一，下面我们将对这个问题进行探讨。

一、现阶段城市电网的运行中的问题分析高压输电技术是城市用电设备的保障，高效、稳定的高压输电技术能够满足城市各个行业生产、生活需要，同时，能够满足高压输电运营企业的效益收入，减少输电损耗，提高输电效率，避免输电状况的发生。

在经济高速发展的今天，电力作为不可或缺的一种能源，对其的需求的必要性是不言而喻的，特别是人口稠密的城市，但在高压输电过程中，一些问题随之而来，对城市安全可靠供电过程产生了一定威胁。

1、抗干扰能力有待加强城市电网用电量大，运输距离较长，对于有效的可控技术研发使用不到位，在这一过程中，输配电运输系统的运行方式的原因导致其具备较低的可控性，在发生状况时，难以及时反英；这样一来，就缺少了必要的应对措施和调控手段，使得其抗干扰能力得到无形的下降。

2、城市电网自身供电能力无法满足需求城市化进程加快，人员不断的涌入城市，城市规模不断扩大，生活、企业用电不断增加，城市供电系统自身的负荷逐年增大，原先设计的供电系统有很多已经达到饱和状态，满负荷输电，这就使得供配电系统的设计偏离了预期，预期的寿命使用年限也产生变化，对整个电网的安全造成了潜在的威胁。

Ｓ ｐ ｌ ｕ ｅ ｕ ｏ ｕ ｅ ｏ ｒＧｒｄ Ｃｏ ｐ ｒ ｔ ｎ，Ｗ ｕ ａ ｕ ｐ ｙ Ｂ ｒ ａ ｆＨ ｂ ｉ ｗｅ ｉ ｒ ｏ ａ ｉ Ｐ ｏ ｈ ｎ，Ｈｕ ｅ ３ ０ ，Ｃｈｉ ａ ｂｉ ０１ ４ ３ ｎ ；３．Ｄｉ ａ ｃ ｉ ｇ Ｃｏ ｍｕ ｉａ ｉ ｎ Ｂｕ ｅ ｕ ｏ ｓ ｔｈ ｎ ｍ ｐ ｎｃ ｔ ｒａ ｆ ｏ Ｈｕ ａ ｏ ｒ Ｇｒｄ Ｃｏ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｎ Ｐ ｗｅ ｉ ｒ ｏ ａ ｉ ｎ，Ｃｈ ｎ ｓ ａ ａ ｇ ｈ ，Ｈｕ ａ １ ０ ７ ｎ ｎ ４ ０ ０ ，Ｃｈ ｎ ｉ ａ；４ ｃ ｏ ｌ ｆＥｌｃ ｒｃ Ｐ ｗｅ ，Ｓ ｕ ｈ Ｃｈ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｆ ．Ｓ ｈ ｏ ｅ ｔ ｉ ｏ ｒ ｏ ｔ ｉ ａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｏ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ，Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ６ ０，Ｃｈ ｎ ） ｃ ｎ ｌｇ ａ ｇｈ ｕ ａ ｇ ｏ ｇ５ ４ １ ０ ｉ ａ
基 于 电压 源换 流 器 的高压 直 流 输 电技 术 研 究综 述
徐忻 ，胡靖 ，石辉。 ，张勇军
（ ． 南 电 网公 司红 河 供 电局 ，云 南 红 河 ６ １０ ；２ １云 ６ １ ０ ．湖 北 电 网公 司武 汉供 电局 ，湖 北 武 汉 ４０ １ ；３ ３ ０ ３ ．湖 南 省 电 力公 司调 度 通 信 局 ，湖 南 长 沙 ４ ０ ０ ；４ １ ０ ７ ．华 南理 工 大 学 电力 学 院 ，广 东 广 州 ５ ０ ４ ） １６ ０
原 理 ，总 结 了其 基 本 控 制 方式 和 技 术 特 点 ，指 出 了该 技 术 的 应 用研 究 现 状 、 当前 存 在 的 问题 以及 今 后 的 研 究 方
向。Ｖ Ｃ ＨＶ Ｓ — ＤＣ的特点证 明，该技术在风电、输配电领域具有广 阔的发展 前景 。

11:19
VSC-HVDC系统简介
330 MW的VSC-HVDC换流站俯视图 13/58
11:19
VSC-HVDC系统简介--换流桥
换流桥每个桥臂是由若干个IGBT级联而成。对于大容量换流 器，每臂可能有上百个IGBT级联而成。IGBT旁边都反并联一 个二极管，它不仅是负载向直流侧反馈能量的通道，同时也 起续流的作用。
5
工程
Eagle Pass 2000 36 ± 15.9 132/132 1100 0(B-B) 电力交易，系统 互联，电压控制
Cross Sound 2001 330 Cahle
Murray Link 2002 200
± 150 345/138 1175 ± 150 132/220 1400
2×40 电力交易，系统 互联，海底电缆
2/58
11:19
VSC-HVDC起源
➢1954年，连接Gotland与瑞典大陆之间的世界 上第一条高压直流输电线路建成，标志着 HVDC进入了商业化时代。
➢1990年，加拿大McGill大学的Boon-TeckOoi等 首次提出使用PWM技术控制的VSC进行直流 输电的概念。
➢1997年，ABB公司在瑞典中部的Hallsjon和 Prof. Boon-Teck Ooi Grangesberg之间建成首条的工业试验工程。 PMhc.DGi.l(lMUcnGivielrl)sity
VSC联接有源交流网络时的稳态模型如下图所示：
22/58
11:19
VSC-HVDC的运行原理
令X
L、Y
1、
R2 L2
arctaRn ，由图可知 X
Ps Qs Us∠δ
Pc Qc Uc∠0

基于电压源换流器的高压直流输电系统控制策略研究一、本文概述随着全球能源互联网建设的快速推进，高压直流输电（HVDC）系统因其在长距离、大容量电力传输中的显著优势，日益受到业界和学术界的广泛关注。

在众多的HVDC技术中，基于电压源换流器（VSC）的HVDC系统，以其灵活的运行特性、良好的电网接入能力以及独立的有功和无功功率控制能力，逐渐成为研究的热点。

VSC-HVDC系统的控制策略设计是实现其高效稳定运行的关键，本文旨在深入研究和探讨VSC-HVDC系统的控制策略。

本文首先简要介绍了VSC-HVDC系统的基本工作原理及其特点，阐述了VSC-HVDC系统控制策略的重要性和复杂性。

重点分析了VSC-HVDC系统的控制策略，包括基本控制策略、高级控制策略以及优化控制策略等，对各种控制策略的工作原理、优缺点以及适用场景进行了详细的阐述和比较。

本文还针对VSC-HVDC系统的实际运行需求，提出了一种改进的控制策略，并对其进行了仿真验证。

仿真结果表明，该改进策略在提高VSC-HVDC系统的运行稳定性、效率和可靠性方面具有显著的优势。

本文总结了VSC-HVDC系统控制策略的研究现状和发展趋势，为未来的研究提供了参考和借鉴。

本文的研究不仅有助于深入理解VSC-HVDC系统的控制策略，也为VSC-HVDC系统的实际运行和优化提供了理论支持和指导。

二、电压源换流器（）的基本原理与特性电压源换流器（VSC）是高压直流输电系统（HVDC）的核心组件，其基本原理和特性对于理解和优化HVDC系统的控制策略至关重要。

VSC的核心是一个由可关断电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT）构成的换流桥，它能够将交流（AC）电压转换为直流（DC）电压，反之亦然。

VSC的基本工作原理是，通过快速切换IGBT的通断状态，控制换流桥两端的电压和电流波形。

在整流模式下，VSC将AC电压转换为DC电压；在逆变模式下，VSC则将DC电压转换回AC电压。

14:14
§1.2 VSC-HVDC的基本原理
电压源换流器常见拓扑结构
+
u
u1 ur
0
t
-
uc Ud
uc
ucf
0
-U d
t
两电平电压源换流器拓扑结构及其输出交流波形
10/49
14:14
电压源换流器常见拓扑结构
ip p VTa1 Ps Qs Us ‫ﮮ‬δ A Xf is VTa3 VTa4 VTb3 VTb4 B VTc3 VTc4 in n C Uc‫ﮮ‬0 VTa2 VTb1 VTb2 VTc1 VTc2 io O udc1 udc iL1
7/83
14:14
不同的称谓
ABB公司称之为轻型直流输电（HVDC Light）并作 为商标注册； Siemens公司将其注册为HVDCPLUS； 国际上电力方面的权威学术组织CIGRE和IEEE将其 正式称为VSC-HVDC，即“电压源换流器型高压直 流输电”。
我国很多专家称为柔性直流输电（HVDC-Flexible）
1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00
c1 _
c2 _
aa _
udc2 iL2
1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 _ 0.31500.32000.32500.33000.33500.34000.34500.3500
_
三电平电压源换流器拓扑结构及其输出交流波形
11/49
14:14
电压源换流器常见拓扑结构
+ SM 1 SM 2 SM 1 SM 2 SM 1 SM 2 T1 SM
SM n
SM n
SM n
D1 C

电压源换流器型直流输电技术综述一、本文概述随着可再生能源的大规模开发和利用，以及电网互联需求的日益增长，直流输电技术，特别是电压源换流器型直流输电（VSC-HVDC）技术，在电力系统中扮演着越来越重要的角色。

本文旨在对电压源换流器型直流输电技术进行全面的综述，以期对该技术的理解、应用和发展提供有益的参考。

本文首先介绍了VSC-HVDC技术的基本原理和特点，包括其与传统直流输电技术的区别和优势。

然后，文章将详细阐述VSC-HVDC的换流器拓扑结构、控制策略、调制技术等方面的研究现状和发展趋势。

文章还将讨论VSC-HVDC在可再生能源并网、电网互联、城市电网建设等领域的应用案例和实际效果。

本文将对VSC-HVDC技术的未来发展进行展望，分析其面临的挑战和机遇，并提出相应的建议和策略。

通过本文的综述，读者可以对VSC-HVDC技术有更加深入和全面的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和指导。

二、电压源换流器型直流输电技术基本原理电压源换流器型直流输电（VSC-HVDC）技术是一种基于电压源换流器（VSC）的直流输电技术。

与传统的基于电流源换流器（CSC）的直流输电（LCC-HVDC）技术相比，VSC-HVDC技术具有更高的灵活性和可控性，因此在现代电力系统中得到了广泛应用。

VSC-HVDC技术的基本原理是通过VSC实现交流电和直流电之间的转换。

VSC是一种基于可关断电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT）的电力电子设备，可以将交流电转换为直流电，或者将直流电转换为交流电。

VSC通过控制电力电子器件的开关状态，实现对交流电和直流电之间的电压和电流的控制。

在VSC-HVDC系统中，VSC通常被用作整流器和逆变器。

整流器将交流电转换为直流电，而逆变器则将直流电转换为交流电。

VSC的控制策略通常采用脉宽调制（PWM）技术，通过调整PWM信号的占空比，实现对VSC输出电压和电流的精确控制。

VSC-HVDC系统的另一个重要组成部分是直流线路和直流滤波器。

电压源换流器型高压直流输电技术的应用研究作者：陈子聪来源：《科技创新导报》 2014年第14期陈子聪（上海交通大学电子信息与电气工程学院上海 200240）摘要：该文介绍了基于电压源换流器的高压直流输电技术，与传统HVDC输电技术进行了比较，分析了VSC-HVDC输电系统应用于城市电网的技术优势。

关键词：电压源换流器直流输电城市电网中图分类号:TM72 文献标识码：Ａ文章编号：1674-098X(2014)05(b)-0025-011 VSC-HVDC输电技术1.1 基本原理VSC-HVDC输电技术是在全控型电力电子器件和PWM技术的基础上发展起来的，其系统结构主要包括环路器、交流电抗器、换流变压器、交流滤波器、直流电容器、直流线路以及控制保护系统等。

VSC-HVDC输电系统两端采用相同的主电路结构：交流电抗器和换流变压器是换流器与交流系统进行能量交换的纽带，同时具有一定的滤波作用，换流变压器也用于为电压源换流器提供合适的工作电压，保证电压源换流器工作于最优状态；直流电容器作为主要的储能元件，为换流器提供直流电压支撑；交流滤波器主要作用是滤除开关频率附近的高次谐波。

在控制系统方面，换流站常采用的控制方式有直接电流控制、矢量控制和智能控制策略等。

矢量控制由于结构简单，响应速度快，尤其重要的是容易实现电流限制器的设计，因此被广泛地应用于柔性直流输电工程中。

PWM控制接收矢量控制计算得到的调制比M和相角a，并通过相应的调制方式产生PWM触发脉冲，最终实现对开关器件的控制。

实际中使用较多和较广的是正弦脉宽调制SPWM。

为了保证VSC-HVDC输电系统的直流电压恒定和有功功率平衡，一侧换流站必须采用直流电压控制策略，为主导站；另一侧换流站采用定有功功率控制策略，用于传输恒定的有功功率值。

1.2 技术优势由于VSC-HVDC技术是从传统HVDC技术的基础上发展起来的，因此，VSC-HVDC系统具有传统HVDC系统的大部分优点，如：直流输电线路比交流输电线路来说少用一根线路，使其线路造价低，占用输电走廊面积比较窄；直流输电线路输送容量大、损耗小、寿命长且输送距离不受限制；直流输电可以实现非同步系统的互联；直流输电可以分期建设和增容扩建等等。

高压直流输电系统换流器技术综述内蒙古通辽市028000摘要：作为高压直流输电核心设备的换流器容量大、可控性强，且对可靠性的要求高。

基于此，本文探讨了高压直流输电系统的换流器技术。

关键词：高压直流输电系统；电容换相换流器；模块化多电平换流器高压直流(HVDC)输电以其在长距离大容量输电、海底电缆输电和非同步联网等领域的独特优势得到了广泛应用，而其核心设备是换流器，它是影响HVDC系统性能、运行方式、设备成本及运行损耗等的关键因素。

一、高压直流输电高压直流输电(HVDC)是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电，输电过程为直流。

高压直流输电技术被用于通过架空线和海底电缆远距离输送电能；同时在一些不适于用传统交流联接的场合，它也被用于独立电力系统间的联接。

世界上第一条商业化的高压直流输电线路1954年诞生于瑞典，用于连接瑞典本土和哥特兰岛，由ABB集团完成。

二、电容换相换流器电容换相换流器是在常规晶闸管换流器与换流变压器间串联电容形成的。

换相电容电压近似为梯形波，该电压与换流变压器阀侧电压叠加，使换相电压相位后移，从而使换流阀的关断角增大。

直流电流越大，换相电压后移越多，关断角越大。

同理，换流母线电压降低时，换相电容上的电压成正比地减小，换相角变化不大，关断角变大。

即使换流母线电压瞬时降到接近于零，也有可能成功换相，因换相电压可全部由换相电容的端电压提供。

因此CCC逆变器在直流电流升高和换流母线电压降低时，引起换相失败的可能性减小。

CCC的控制与常规12脉动换流器相似，只是由于CCC仅装设了小容量的无功补偿设备及交流滤波器，因此只需调节自调谐滤波器的可控电抗器，即可抑制交流谐波，同时满足CCC吸收少量无功的需求。

CCC的优点是：1)逆变器换相失败的发生率大为减少；2)消耗的无功功率降低，无功补偿需求减小；3)单极或双极故障紧急停运时，换流站甩负荷过电压倍数下降；4)换流阀短路电流峰值降低，可降到常规电网换相换流器的一半以下。

电压源换流器型直流输电技术综述电压源换流器型直流输电技术综述1. 引言电力输送是现代社会不可或缺的基础设施之一。

传统的交流输电系统虽然拥有较高的效率和稳定性，但在远距离输送和海上输电方面存在着一定的限制。

而电压源换流器型直流输电技术（Voltage Source Converter based HVDC）作为一种新型的输电方式，正逐渐成为人们关注的热点。

2. 电压源换流器型直流输电基本原理电压源换流器型直流输电技术利用高频开关装置，将交流电转换为直流电，并通过换流器对电流进行调节。

通过这种方式，可以实现电力的远距离输送，同时还具备了无规格变换、无功和有功的控制能力。

3. 电压源换流器型直流输电的优势电压源换流器型直流输电技术相比传统的交流输电方式，具有以下几个明显的优势：3.1 高效率：由于直流输电避开了交流输电中的传输损耗，能够更高效地传输电能，从而提高整体的能源利用率。

3.2 节约空间：直流输电线路相比交流输电线路具有较小的材料和空间要求，尤其适用于跨越大海等特殊地域的输电需求。

3.3 稳定性：直流输电系统具备较好的稳定性，可以更好地应对电力波动、功率控制等问题，提供更稳定的电力供应。

4. 电压源换流器型直流输电技术的应用案例4.1 长距离输电：电压源换流器型直流输电技术在长距离输电中具有明显的优势，例如中国境内的西北-华东直流输电工程。

4.2 海上输电：由于直流输电线路具备较小的空间要求，电压源换流器型直流输电技术在海上输电中得到了广泛的应用，例如挪威海上风电场与德国的海岸之间的输电系统。

4.3 微电网联网：电压源换流器型直流输电技术可以提供可靠的电力互连，促进微电网的联网和资源共享。

5. 对电压源换流器型直流输电技术的个人观点与思考电压源换流器型直流输电技术作为一种新兴的输电技术，具备了许多优势。

但我们也需要认识到，直流输电系统引入了新的技术和成本挑战，例如换流器的设计和维护成本较高，直流输电线路的故障诊断和维修也面临着一定的难题。

第五章电压源换流器型高压直流输电技术1.引言2.VSC-HVDC的基本原理VSC-HVDC系统由电压源逆变器（Voltage Source Inverter，简称VSI）和电压源整流器（Voltage Source Rectifier，简称VSR）两个部分组成。

其中，VSI负责将直流电压转换成交流电压，VSR则负责将交流电压转换成直流电压。

VSI采用了现代功率半导体器件（如IGBT、GTO等），通过PWM技术控制开关管的导通时间，调节输出交流电压幅值和频率。

而VSR则通过调节开关管的导通时间和相位角来控制输出直流电压的幅值和方向。

VSC-HVDC系统通过控制VSI和VSR的开关管的导通时间和相位角，可以实现对电压和频率的精确控制，实现电压和频率的双向流动。

3.VSC-HVDC的主要设备VSC-HVDC系统由以下几个主要设备组成：（1）电压源逆变器（VSI）：负责将直流电压转换成交流电压，通常由多个串联的功率模块组成。

（2）电压源整流器（VSR）：负责将交流电压转换成直流电压，通常由多个并联的功率模块组成。

（3）滤波器：用于削弱逆变器和整流器输出电压的谐波成分，提高系统的功率因数。

（4）直流滤波器：用于平滑输电线路上的直流电压，减小电压脉动。

（5）直流电压互感器：用于检测和测量直流电压的幅值和方向。

（6）交流电流互感器：用于检测和测量交流电流的幅值和方向。

（7）控制系统：用于控制VSI和VSR的开关管的导通时间和相位角，实现对电压和频率的精确控制。

4.VSC-HVDC的控制策略VSC-HVDC系统的控制策略主要包括电压控制、功率控制和谐波抑制控制。

（1）电压控制：通过控制VSI和VSR的开关管的导通时间和相位角，实现对电压幅值和方向的精确控制。

（2）功率控制：通过控制VSI和VSR的开关管的导通时间和相位角，实现对电压和电流的控制，实现功率的调节和传输。

（3）谐波抑制控制：通过在VSI和VSR的输出侧加入滤波器，削弱谐波电压的成分，使输电线路上的谐波电流减小到可接受范围内。