基于VSC的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制

基于N-1准则的VSC-MTDC输电系统稳态调控方案任敬国;李可军;赵建国;牛林;梁永亮;郭启伟【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2013(33)2【摘要】分析了电压源换流器型多端直流输电(VSC-MTDC)系统的安全稳定运行条件,给出了VSC-MTDC系统的控制系统分层结构和直流潮流计算方法.提出了一种基于N-1准则的多端直流输电系统稳态运行调控方案;基于连续潮流计算和换流站的电压、功率限制,设计了应对主导站和非主导站停运的调控策略,给出了直流输电系统指令值的计算步骤,并讨论了解的存在性问题.提出了换流站停运调控策略无解情况下有功功率指令值的优化方法,定义了优化后有功功率指令值的评价指标以用于寻找最优解.以典型的五端直流输电系统为例,利用MATLAB编程验证该调控方案的可行性与准确性.计算结果表明,该调控方案能够为VSC-MTDC系统提供可靠安全的指令值.%The requirements for maintaining VSC-MTDC transmission system safe and stable are analyzed, and the hierarchical structure of control system and the calculation of DC power flow are outlined. An N-l principle based control strategy is proposed for the steady-state operation of MTDC transmission system. Based on the continuous DC power flow calculation and the DC voltage and power limits,the control strategy coping with the single converter loss is designed,the specified steps of reference value calculation is presented and the existence of solution is discussed. When there is no solution,the way to optimize the active power reference is proposed and an evaluationindex is defined for searching the optimal active power references after optimization. A typical five-terminal DC system is introduced and MATLAB programming is applied to verify the feasibility and accuracy of the proposed strategy. Results show that the proposed control strategy provides VSC-MTDC transmission system with reliable and safe references.【总页数】7页(P74-80)【作者】任敬国;李可军;赵建国;牛林;梁永亮;郭启伟【作者单位】山东大学电气工程学院,山东济南250061;山东大学电气工程学院,山东济南250061;山东大学电气工程学院,山东济南250061;国家电网技术学院,山东济南250002;国家电网技术学院,山东济南250002;山东大学电气工程学院,山东济南250061;山东大学电气工程学院,山东济南250061【正文语种】中文【中图分类】TM721.1;TM761【相关文献】1.海上VSC-MTDC输电系统协调控制策略 [J], 王伟;石新春;付超2.基于滑模变结构控制的VSC-MTDC输电系统控制策略研究 [J], 唐权;胡益;叶圣永;王晓茹;冯瀚3.基于稳态特征的输电设备全维度状态监测系统 [J], 刘军;杨治田;李旭;罗彦宏;付纪华;赵新志;马晓光4.基于VSC的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制 [J], 张桂斌;徐政;王广柱5.基于状态空间平均法的新型高压直流输电系统稳态建模分析 [J], 孙栩;孔力因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

向无源网络供电的MMC型直流输电系统建模与控制管敏渊;徐政【摘要】模块化多电平换流器(MMC)是一种适合用于电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)的多电平电压源换流器拓扑.本文分析了向无源网络供电的MMC 型VSC-HVDC的系统结构和工作原理,给出了MMC型VSC-HVDC通用的换流系统和受端交流系统的数学模型,据此建立了无源逆变的内环电流和外环电压的双闭环控制系统.通过给定无源逆变的同步相位,保证了供电频率的不变性.在PSCAD/EMTDC中搭建了向无源网络供电的MMC型VSC-HVDC仿真系统,对有功和无功负荷增加以及交流电压抬升等三种工况进行了仿真研究.仿真结果表明所设计的控制器可以实现快速精确的电压电流反馈控制,具有良好的稳态精度和暂态响应特性,能够向无源网络提供高质量的电能供应.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2013(028)002【总页数】9页(P255-263)【关键词】模块化多电平换流器;电压源换流器型高压直流输电;无源网络;矢量控制;双闭环【作者】管敏渊;徐政【作者单位】浙江大学电气工程学院杭州 310027;浙江大学电气工程学院杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TM7211 引言基于晶闸管的传统直流输电技术需要借助外部电源实现换相，因此无法向无源网络供电[1]。

这是传统直流输电的重要技术缺陷。

电压源换流器型直流输电技术，也称为柔性直流输电技术，是新一代的直流输电技术。

VSC-HVDC采用可关断器件，无须借助外部电源实现换相，可以向无源网络供电，从而拓展了直流输电技术的应用领域[2-5]。

随着国民经济的发展，向城市中心和海上孤岛等无源负荷供电以及间歇型分布式能源系统并网的需求日益增加。

在实际工程方面，ABB公司的 Troll A VSC-HVDC工程已于2005年投运，用于向海上油气平台提供低成本、高可靠性的清洁电能，取得了很好的经济技术效果[6]；另外，该公司的Valhall等多个类似的工程也正在建设当中[7]。

VSC-HVDC系统控制结构及稳态模型仿真王铭懿;庄永辉【摘要】控制系统是VSC-HVDC系统的核心之一.在介绍VSC-HVDC系统结构的基础上,对该系统的数学模型和有功无功功率独立控制策略进行了研究,给出了VSC -HVDC系统的稳态数学模型.确定了该系统两端换流站的四个被控变量与相应控制量之间的对应关系,并对稳态模型的控制器进行了仿真实验.结果表明:所设计的控制器具有良好的控制性能,为该控制系统的硬件实验提供了理论基础.【期刊名称】《四川水力发电》【年(卷),期】2012(031)005【总页数】3页(P117-119)【关键词】VSC-HVDC系统;及稳态模型;仿真【作者】王铭懿;庄永辉【作者单位】嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司,四川成都610041;四川二滩建设咨询有限公司,四川成都610051【正文语种】中文【中图分类】TP391.91 概述随着大功率、高频率的可关断器件IGBT的出现以及PWM技术的引入，利用PWM控制的VSC进行直流输电的概念也随之产生，即轻型直流输电(HVDCLight，亦称 VSC-HVDC)技术。

VSC-HVDC采用脉宽调制(PWM)控制技术，以全控型的功率器件如IGBT等作为开关器件，使得VSC-HVDC具有可独立调节有功和无功功率的优点，可以向无源网络送电，克服了传统HVDC的固有缺陷，把HVDC的优势扩展到配电网，极大地拓宽了HVDC的应用范围，在远距离、大功率输电、海底电缆送电、不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的非同步联网等方面得到了广泛应用，具有广阔的应用前景。

2 VSC-HVDC系统结构及运行原理典型的三相二电平VSC结构如图1所示。

忽略谐波分量，抽流器吸收的有功功率和感性无功功率分别为:图1 电压源换流器示意图式中 Us为交流母线线电压基波分量;Uc为换流器输出电压的线电压基波分量;X为换流电抗器的等效电抗;δ为换流器输出基波电压滞后交流母线基波电压的相角。

面向无源网络的VSC−HVDC系统仿真研究1梁海峰，李庚银，李广凯，张凯，周明华北电力大学电气工程学院，河北保定（071003）E-mail: hfliang@, ligy@摘要：基于电压源换流器（VSC）的高压直流输电技术（VSC−HVDC）不仅继承了传统直流输电方式在占地面积、输送能量及不增加短路容量等方面的优势，而且由于全控型器件的采用，使其可以直接向无源网络输电，从而成为解决大城市高密度配电网问题的有力措施之一。

本文通过对dq0坐标系下VSC模型的分析，得出VSC−HVDC的有功和无功功率可以分别由i d和i q分量独立控制，并因之设计了定直流电压、定交流电压控制器。

在建立VSC−HVDC向无源网络输电的MATLAB仿真模型的基础上，对定直流电压、定无功功率、定交流电压等控制方式进行了仿真。

仿真结果表明，建立的VSC−HVDC系统能很好地满足向无源网络供电的需要，而且控制方式灵活、简便，并且在传输有功功率的同时，VSC还可以吞吐交流系统的无功功率，起到STATCOM的作用。

关键词：高压直流输电；VSC−HVDC；无源网络；城市电网；MATLAB仿真1．引言随着城市工商业的蓬勃发展和人们生活水平的日益提高，对城市电网的供电能力和供电质量提出了更高的要求。

城市电网，尤其是人口密集地区的大型城市电网，受到了前所未有的挑战，如输电走廊不足、电压不稳等问题急需解决。

高压直流输电（HVDC）与交流输电相比，同样的输电走廊直流的输送能力是交流的1.5倍，所以采用HVDC是缓解输电走廊不足的有力措施。

但对于许多城市电网，出于环境因素考虑，多是无源网，而传统的基于线换相电流源换流器的HVDC无法完成向无源网络供电的任务，从而限制了HVDC的应用。

随着GTO、IGBT等全控型器件的发展，出现了基于电压源换流器（V oltage Source Converter, VSC）的HVDC技术，即VSC−HVDC，由于其传输容量与传统HVDC相比较小，亦称轻型高压直流输电（HVDC Light）[1~3]。

VSC 2HV DC 系统新型广义直流电压控制策略张　静1,徐　政1,潘武略2(1.浙江大学电气工程学院,浙江省杭州市310027;2.浙江电力调度通信中心,浙江省杭州市310007)摘要:建立了基于电压源换流器(VSC )的高压直流(HVDC )(VSC 2HVDC )输电系统的标幺值数学模型。

为了抑制系统故障时直流电压的波动幅度,基于上述模型,提出了一种新型广义直流电压控制策略。

在此控制策略下,换流站间不需要通信,外环有功功率控制器为一个广义直流电压控制器(GDCVC )。

当直流电压因交流系统受到扰动或直流电压控制器(DCVC )故障等原因而不能有效维持直流电压时,维持和限制直流电压的功能可平滑、自动地由有功功率控制器接替,从而达到保护设备安全运行、提高系统持续运行能力的目的。

仿真表明,文中提出的控制策略在稳态和暂态过程中均具有良好的控制效果,对实际VSC 2HVDC 系统的控制器设计具有参考意义。

关键词:电压源换流器;高压直流;标幺值模型;广义直流电压控制器中图分类号:TM721.1;TM761收稿日期:2008206201;修回日期:2008208225。

国家电网公司科技项目(SGK J [2007]249);浙江省自然科学基金资助项目(Y106164)。

0　引言作为一种具有广阔应用前景的输、配电解决方案,基于电压源换流器(VSC )的高压直流(HVDC )(VSC 2HVDC )输电系统吸引了工业界和学术界的广泛关注[122]。

关于VSC 2HVDC 系统的建模和控制器设计,每年都有大量文献涌现[327],得到了很多有益的成果,但它们大都是基于有名值的数学模型。

有名值模型中各物理量带有明显的个性特征,其缺点是不同电压等级、不同容量装置间的参数大小难以比较,在分析参数对装置性能的影响时,往往只能针对具体装置的参数给出相应的解释,很难给出一个普适性的结论。

在传统三相交流电力系统中,标幺值的引入给研究工作带来了很大的便利,使系统中不同电压等级、不同容量的装置可以统一处理,简化了控制器设计,也使参数相对大小的比较成为可能。

输配电工程设计论文论文题目：直流输电工程中关键技术分析指导老师:学生姓名：学号：专业名称：[电气工程及其自动化]班级：2022年4月27日目录目录 (2)摘要 (3)一、引言 (4)二、特高压直流换流阀技术 (4)2.1、特高压直流输电的需求 (4)2.2、特高压直流输电的作用 (5)2.3、自主特高压换流阀开发的重大意义 (5)2.4、高压直流换流阀研发方式 (5)2.5、自主研发换流阀关键技术研究 (5)三、柔性直流输电技术 (6)3.1、柔性直流输电的系统结构和基本原理 (6)3.2、柔性直流输电的技术特点及其应用领域 (8)四、直流工程系统调试中的关键技术分析 (10)4.1、系统调试方案的编写 (10)4.2、最后断路器跳闸保护原理 (11)参考文献 (11)【题目】：直流输电工程中关键技术分析【英文题目】：“HVDC project in key technical analysis”【摘要】：高压直流输电技术通常包括常规高压/特高压直流输电技术、柔性直流输电技术和其它新型直流输电技术等。

本文主要介绍了柔性直流输电的系统结构、基本工作原理和技术特点和特高压直流换流阀技术以及直流工程系统调试过程中几个关键技术问题的分析和解决过程等。

【ABSTRACT】：HVDC technology typically include an analysis of conventional high pressure / UHV DC transmission technology, flexible HVDC HVDC technology and other new technologies. This paper describes the system architecture analysis and resolution process, the basic working principle and technical characteristics and flexible HVDC HVDC converter valve technology and engineering systems commissioning process DC several key technical issues and so on.【关键词】：柔性直流输电技术，高压直流换流阀技术，直流工程系统调试技术【key words】：Flexible HVDC technology, HVDC valve technology, HVDC system debugging techniques一、引言随着能源紧缺和环境污染等问题的日益严峻，国家将大力开发和利用可再生清洁能源，优化能源结构。

VSC-HVDC输电系统的协调控制与稳态分析方法研究的开题报告一、研究背景随着电力市场化的推进和区域经济的快速发展，电力输电革新已成为必然趋势。

VSC-HVDC (Voltage Source Converter-High Voltage Direct Current) 技术是研究重点，它具有输电容量大、传输损耗小、经济性好、灵活性高等优点，在区域电力交换、新能源接入、海上风电等领域具有广泛的应用。

VSC-HVDC 母线所连接的 Power Grid 母网和 VSC-HVDC网络均为非晶态的高度复杂动态系统，为保证系统的稳定性和安全性，需要进行综合协调控制。

二、研究目的本课题立足于 VSC-HVDC 输电系统的协调控制和稳态分析，旨在研究如何实现系统各个部分的协调控制、优化运行策略，防止出现故障和事故，确保系统的稳定运行。

具体目标如下：1. 研究 VSC-HVDC 网络协调控制策略，包括 DC 系统控制、交流系统控制、协调控制等多方面的内容。

2. 研究 VSC-HVDC 网络的稳态分析方法，包括电压稳态分析、功率平衡分析、阻抗匹配分析、多电平波形分析等多方面的内容。

3. 基于 Matlab 和 PSCAD 等工具，建立 VSC-HVDC 输电系统的模型，进行仿真计算，验证分析所研究的协调控制和稳态分析方法的可行性和有效性。

三、研究内容本课题计划从以下几个方面进行研究：1. 理论分析：综合研究 VSC-HVDC 网络的控制特点、电力系统特性等多方面因素，提出有效的协调控制和稳态分析方法。

2. 模型搭建：基于 Matlab 和 PSCAD 等工具，建立 VSC-HVDC 输电系统模型，分析仿真。

3. 实验验证：通过理论分析和仿真计算，验证研究方法的可行性和有效性，并根据仿真结果，逐步优化协调控制策略。

四、预期成果1. 提出可行有效的 VSC-HVDC 网络协调控制和稳态分析方法，对VSC-HVDC 输电技术的发展具有重要的理论和实践意义。

LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析一、本文概述随着可再生能源的快速发展和电网互联需求的增加，高压直流输电（HVDC）技术，特别是基于线换相换流器（LCC）和电压源换流器（VSC）的HVDC系统，已成为远距离大功率电力传输和电网互联的重要选择。

这两种输电系统在结构和控制策略上存在显著差异，给电网建模和运行特性分析带来了挑战。

本文旨在提出一种通用的建模方法，用于分析LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性，以期为电网规划、设计和运行提供理论支持。

本文首先介绍了LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的基本原理和关键技术，包括换流器的拓扑结构、控制策略以及相应的数学模型。

在此基础上，提出了一种通用的建模方法，该方法结合了两种输电系统的共同特点和差异，通过调整模型参数和控制策略，可实现对LCCHVDC 和VSCHVDC输电系统的统一建模。

本文利用所建立的通用模型，对LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性进行了详细分析。

这包括稳态运行特性、动态响应特性以及故障穿越能力等方面。

通过对比分析，揭示了两种输电系统在运行特性上的共性和差异，为电网规划和运行提供了有益参考。

本文总结了LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析结果，并指出了未来研究的方向。

通过本文的研究，可以为电力系统工程师和研究人员提供一个全面、系统的视角，以深入了解和分析LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性，推动高压直流输电技术的发展和应用。

二、和输电系统概述输电系统是电力系统中至关重要的组成部分，它负责将电力从发电站高效、安全地传输到各个用电区域。

在现代电力系统中，随着电力需求的不断增长和可再生能源的广泛接入，传统的输电技术面临着越来越多的挑战。

为了满足这些挑战，LCCHVDC（低损耗串联补偿高压直流输电）和VSCHVDC（电压源型高压直流输电）技术应运而生，它们在提高输电效率、增强系统稳定性和优化电网结构方面发挥着重要作用。

VSC 2HV DC 主电路拓扑及其调制策略分析与比较丁冠军1,2,丁　明1,汤广福2(1.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽省合肥市230009;2.中国电力科学研究院,北京市100192)摘要:立足电压源换流器(VSC )2高压直流(HVDC )输电工程实际,旨在解决选用何种VSC 拓扑方能使VSC 2HVDC 输电达到最佳性能,即找出相对最优的VSC 拓扑及其调制策略。

结合相应衡量指标,首先比较研究了两电平VSC 采用不同调制策略时的特性,此比较研究较好平衡了两电平VSC 谐波特性与开关频率这一对矛盾体;接着,对此比较研究中得出的相对最优拓扑与两电平12脉动、三电平二极管钳位及模块化多电平VSC 间的特性进行分析;最后,得出结论:基于特定次谐波消除脉宽调制的两电平VSC 与模块化多电平VSC 为切实可行的2种换流器拓扑,其具有各自不同的应用场合特征。

另外,结合实际VSC 2HVDC 输电工程建设的要求,给出了选型的基本方法和经验,并通过仿真加以了验证。

关键词:高压直流输电;电压源换流器(VSC );拓扑;调制策略中图分类号:TM721.1;TM46收稿日期:2008212216;修回日期:2009203204。

国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2004CB217907);国家电网公司科技项目(SGK J [2007]249)。

0　引言电压源换流器(VSC )为VSC 2高压直流(HVDC )输电系统的核心部件[126]。

VSC 具有多种形式的拓扑结构,如两电平、三电平、多电平等[728]。

采用不同拓扑结构的VSC ,或同一拓扑结构但不同调制方式的VSC ,VSC 2HVDC 输电系统的经济性、可靠性、暂稳态特性等均有很大的不同,直接影响工程实际的造价与性能[9]。

那么针对某一具体实际工程,到底选用何种VSC 拓扑及其调制方式,才能使VSC 2HVDC 输电系统发挥出最佳性能呢?这就涉及要对各可行VSC 主电路拓扑及其相应调制策略进行比较与评估,截至目前,未见有相关文献对此问题给予研究和解决。

基于VSC的高压直流输电系统控制策略研究的开题报告一、选题背景和意义高压直流输电（HVDC）系统因其较高的传输效率和可靠性被广泛应用于能源互联网等领域。

在HVDC系统中，控制策略是保证系统稳定性和优化系统运行的关键因素之一。

最近，基于虚拟同步控制（VSC）的HVDC系统逐渐成为研究的热点。

该系统具有灵活的控制能力和较高的可适应性，可以更好地满足复杂电网的需求。

因此，本文将基于VSC的HVDC系统控制策略展开深入的研究。

该研究对于HVDC系统的发展和优化具有重要的意义，可以提高其运行效率、稳定性和可靠性，优化能源互联网的管理和调控。

二、研究内容和目标本文将围绕基于VSC的HVDC系统控制策略展开研究，主要内容包括：1. HVDC系统控制策略的理论分析和研究现状的综述；2. 基于VSC的HVDC系统各个部分的控制策略的研究，包括直流侧、交流侧、电源控制、故障保护等；3. 基于MATLAB/Simulink建立HVDC模型，仿真验证所提出控制策略的性能；4. 对所提出的基于VSC的HVDC系统控制策略与传统HVDC控制策略进行比较，分析其优劣和适用性。

本文的研究目标在于提出一种高效、稳定和可靠的基于VSC的HVDC系统控制策略，并通过仿真验证和比较分析，证明其具有更优异的性能和适用性。

三、研究方法和步骤本文的研究方法主要包括理论分析、仿真分析和实验比较。

研究步骤如下：1. 文献综述和理论分析，对HVDC系统的控制策略进行归纳总结；2. 建立基于MATLAB/Simulink的HVDC系统模型，分析HVDC系统的工作特点；3. 提出基于VSC的HVDC系统控制策略并实现；4. 通过仿真验证所提出的控制策略的性能，包括系统运行稳定性、控制精度和响应时间等指标；5. 比较分析所提出的基于VSC的HVDC系统控制策略与传统HVDC 控制策略的性能，证明其优越性。

四、研究进展和成果预期目前，已完成文献综述和理论分析，并初步建立了基于MATLAB/Simulink的HVDC系统模型。

基于VSC的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制一、本文概述随着现代电力系统的不断发展，直流输电系统（VSCHVDC）因其灵活的控制能力和高效的能量传输特性，在电网互联、可再生能源接入等领域得到了广泛应用。

VSCHVDC系统的复杂性和非线性特性使得其建模和控制成为了一个重要的研究课题。

本文旨在深入研究基于电压源换流器（VSC）的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制方法。

本文首先回顾了VSCHVDC系统的发展历程和研究现状，指出了当前建模和控制方面存在的问题和挑战。

在此基础上，本文提出了一种基于VSC的直流输电系统的稳态建模方法，该模型能够准确反映系统的稳态运行特性，为后续的非线性控制设计提供了基础。

接着，本文重点研究了VSCHVDC系统的非线性控制策略。

针对VSCHVDC系统的非线性特性和运行约束，本文设计了一种基于反馈线性化理论的非线性控制器，并通过仿真验证了该控制器的有效性。

本文还探讨了不同控制参数对系统性能的影响，为实际工程应用提供了指导。

本文总结了VSCHVDC系统稳态建模和非线性控制的研究成果，并展望了未来的研究方向。

本文的研究成果对于提高VSCHVDC系统的运行稳定性和经济性具有重要意义，为电力系统的安全、高效运行提供了有力支持。

二、直流输电系统的基本原理直流输电（Direct Current Transmission，简称DCT）是一种将交流电转换为直流电进行长距离输电的技术。

与传统的交流输电相比，直流输电具有输电效率高、线路损耗小、能够跨越更长的距离进行输电等优点。

VSC（Voltage Source Converter，电压源换流器）是直流输电系统中的重要组成部分，其通过电力电子器件实现交流电与直流电的相互转换。

VSC直流输电系统的基本原理主要包括换流、调制和控制三个部分。

换流过程是指将交流电转换为直流电，或者将直流电转换为交流电的过程。

VSC通过电力电子开关设备（如绝缘栅双极晶体管IGBT 等）实现这一转换，使得电流在交流侧和直流侧之间流动。

VSC-HVDC稳态模型和功率控制方式的研究盖国权【摘要】电压源换流器高压直流输电技术具有非常广阔的应用领域,在许多应用领域还有待于深入地研究.文中简介了VSC的工作原理,建立了VSC-HVDC系统的稳态数学模型,根据该数学模型推导出VSC-HVDC系统传榆功率控制中控制量与被控量的直接对应关系,论述了VSC-HVDC系统传输功率的控制方式,在PSCAD仿真模型中整流侧选择定直流电流控制和定无功功率控制,逆变侧选择定直流电压控制和定无功功率控制的传输功率控制方式.仿真结果验证了文章建立的VSC-HVDC系统稳态数学模型的正确性、传输功率控制中控制量与被控量对应关系的合理性、选择的传榆功率控制方式的正确性.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2014(022)016【总页数】4页(P128-131)【关键词】电力系统;高压直流输电;电压源换流器;稳态模型;控制【作者】盖国权【作者单位】内蒙古电力公司巴彦淖尔电业局,内蒙古巴彦淖尔015000【正文语种】中文【中图分类】TM721.1基于相控换流技术的传统HVDC（高压直流）输电因其在特定情况下具有交流输电无可比拟的技术特点，在远距离大功率输电、不同额定频率或相同额定频率交流系统互联等场合得到了广泛的应用[1-2]。

但传统HVDC输电换流器使用半控型的晶闸管器件，这就决定HVDC所联结的交流网络为具有一定短路容量的有源交流网络，为换流器中晶闸管的可靠关断提供换相电流。

传统HVDC输电需要提供大量的无功补偿装置以补偿HVDC换流站所消耗的无功功率[3]。

新一代的HVDC输电技术是以全控型、可关断器件构成的VSC（电压源换流器）和PWM（脉冲宽度调制）技术为基础的新型输电技术。

VSC-HVDC具有对其有功功率和无功功率独立进行控制、可实现对交流无源网络供电、不需要交流侧提供无功功率而且能起到STATCOM（静止同步补偿器）的作用、易于构成多端直流系统等众多优点，在向偏远小负荷地区供电、城市配电网增容改造、提高配电网电能质量、非同步电网互联和电力交易、分布式能源并网等应用领域发挥积极的作用[4-9]。

交流系统故障时VSCHVDC系统的控制与保护策略研究一、本文概述随着现代电力系统的不断发展和复杂化，交流系统故障对电力系统的稳定运行构成了严重威胁。

随着可再生能源的大规模接入和电网互联趋势的加强，传统的交流输电方式已难以满足远距离、大容量、高效率的输电需求。

因此，基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）系统因其独特的优势，如灵活的控制能力、良好的动态性能和易于扩展等，在电力系统中得到了广泛的应用。

本文旨在研究交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制与保护策略。

文章将介绍VSC-HVDC系统的基本原理和运行特性，为后续的研究提供理论基础。

文章将重点分析交流系统故障对VSC-HVDC系统的影响，包括故障传播机制、系统稳定性以及电能质量问题等。

在此基础上，本文将深入研究交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制策略，包括常规控制策略的优化以及紧急控制策略的设计。

针对VSC-HVDC系统的保护策略，文章将探讨故障检测、隔离和恢复等方面的关键技术，以提高系统的故障应对能力和恢复速度。

本文将通过仿真实验和案例分析，验证所提控制与保护策略的有效性和可行性。

研究成果将为VSC-HVDC系统在交流系统故障时的稳定运行提供理论支持和实践指导，有助于提升电力系统的安全性和可靠性。

二、VSC-HVDC系统基础知识VSC-HVDC（Voltage Source Converter-Based High Voltage Direct Current）系统，即基于电压源换流器的高压直流输电系统，是近年来在电力系统中备受关注的一种新型输电技术。

与传统的基于线性换流器的HVDC系统相比，VSC-HVDC系统具有更高的灵活性、更好的可控性和更低的谐波污染等优点，因此在新能源接入、城市电网互联、海岛供电等领域具有广泛的应用前景。

VSC-HVDC系统的核心组件是电压源换流器（VSC），它是一种基于绝缘栅双极晶体管（IGBT）等全控型电力电子器件的换流器，能够实现AC（交流）与DC（直流）之间的双向转换。

第22卷第1期2002年1月 中　国　电　机　工　程　学　报Proceedings of the CSEE Vol.22No.1Jan.2002c2002Chin.Soc.fo r Elec.Eng.文章编号:0258-8013(2002)01-0017-06基于VSC的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制张桂斌1,徐　政1,王广柱2(1.浙江大学电机系,浙江杭州310027;　2.山东大学电气工程学院,山东济南250061) STEADY-STATE MODEL AND ITS NONLINEAR C ONTR OL OF VSC-HVDC SYSTEMZHANG Gui-bin1,XU Zheng1,WANG Guang-zhu2(1.Zhejiang University,Hang zhou310027,China;　2.Shandong University,Jinan250061,China)ABSTRAC T:I n this paper,the mathematical model and its con-trol strategy of the V SC-HVDC system are studied.Because the v oltage source converter has two degrees of freedom for control, four controlled variables in the two volage source conver ters of the HV DC system are de termined.T he steady state mathema ti-cal model for the VSC-HV DC sy stem is developed in the paper, and the approx imately decoupled relationship betw een the two controlling v ariables and the two co ntrolled v ariables in the volt-age source co nverter is proposed.A n inv erse steady state model controller for the V SC-HVDC system is propo sed.The control strateg y fo r the V SC-HVDC systemis using the inverse steady state model controller to trace the operating point and using the two decoupled controlling loops to eliminate the steady state de-viations.Simulation results show the validity of the established steady state model and the effectiveness of the proposed control strateg y.KEY WORDS:voltage source converter;HV DC;inverse mod-el;nonlinear control摘要:对基于电压源换流器的新型直流输电系统的数学模型和控制策略进行了研究。

基于VSC—MTDC的平均值建模与控制策略作者：江斌开王志新来源：《电机与控制学报》2018年第03期摘要：针对基于电压源型变流器（voltage Source Converter， VSC）的多端直流输电（multi-terminal HVDC transmission，MTDC）系统的电磁暂态仿真中，每一个VSC均包含多个电力电子器件，同时采用脉宽调制技术，势必增加VSC-MTDC仿真系统的数学计算量的问题，提出了一种VSC平均值模型替代VSC详细模型，以简化仿真系统。

基于VSC平均值模型的简化方法，即：忽略变流器输出电压中的所有高次谐波，以受控电压源替代变流器输出，以虚拟受控电流源表征交/直流接口关系。

最后，通过搭建三端VSC-MTDC输电仿真系统，对比了所提出的平均值模型与详细模型在各个工况下的系统响应，仿真结果表明，VSC平均值模型与详细模型在不同工况下，两者的系统动态响应基本一致，采用平均值模型系统仿真速度更快，仿真效率更高。

关键词：电压源型变流器；多端直流输电；平均值模型；电磁暂态仿真DOI：10.15938/j.emc.（编辑填写）中图分类号：TM 721 文献标志码：A 文章编号：1007 -449X（2018）00-0000-00（编辑填写）Abstract： Aiming at the problem that the mathematical calculation of the VSC-MTDC simulation system is greatly increased by the number of power electronic component switches and pulse width modulation technology of VSC in the electromagnetic transient simulation， an average-value model of VSC is proposed to replace the detailed model of VSC in order to simplify the simulation system. The simplified method based on the VSC average-value model， that is， the high-order harmonic of the output voltage of the converter is neglected. The output of the converter is replaced by the controlled voltage source， and the AC / DC interface relationship is expressed virtual controlled current source. At last， a 3-terminal VSC-MTDC transmission simulation system is built， and the system responses in different cases of detailed model are compared with the average-value model. The simulation results show that the system responses of the two kind of models are nearly the same， and the average-value model greatly speeds up the system simulation and improves the simulation efficiency.Keywords： voltage source converter； Multi-terminal HVDC； average-value model；electromagnetic transient simulation。