直流背靠背换流站设计研究

背靠背换流站原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠背靠背换流站原理。

你说这背靠背换流站啊，就像是电力世界里的一个神奇魔法盒。

咱先想想，电就像一群调皮的小精灵，从这跑到那，要想让它们乖乖听话，按咱的要求去流动，那可得有点手段不是？背靠背换流站就是这样一个厉害的手段！
它呀，就好比是一个超级交通指挥员。

你看，在一般的输电过程中，交流电就像是个急性子，一路横冲直撞的。

可到了背靠背换流站这儿，嘿，它能把交流电给变成直流电，让这些小精灵们排好队，整整齐齐地前进。

这直流电可就不一样啦，就像训练有素的士兵，规规矩矩地按照指令行动。

然后呢，到了该去的地方，背靠背换流站又能把直流电变回交流电，让小精灵们继续欢快地工作。

你说神奇不神奇？这中间的过程就像是一场奇妙的变身秀。

而且啊，这背靠背换流站的作用可大了去了。

它能让不同地区的电网连接起来，互相帮忙，就像好邻居一样。

想象一下，如果没有它，那电力传输不就乱套啦？这边缺电，那边电多得用不完，多浪费呀！有了背靠背换流站，就可以把电合理地分配，让每个地方都能用上合适的电。

它还能提高电力传输的效率和稳定性呢！就像给电力系统打了一针稳定剂，让一切都稳稳当当的。

咱平时能舒舒服服地在家里吹着空调，看着电视，可都多亏了它呀！不然，说不定啥时候就停电啦，那多闹心啊！
所以说啊，背靠背换流站真的是电力世界里的大功臣！它默默地工作着，保障着我们的生活。

咱可得好好感谢它，珍惜这来之不易的电力呀！可别随便浪费电哦，不然多对不起背靠背换流站的辛苦付出呀！。

背靠背换流站周边电磁场分布特征研究摘要：背靠背换流站作为高压交流/DC变换平台，可以更好地实现不同交流电压的电网互联，有效隔离互联交流同步网之间的相互影响，限制短路电流。

与传统的DC传输相比，它具有损耗小、成本低、对通信设备干扰小的优点。

由于背靠背换流站将高压直流输电的整流站和逆变站组合在一个换流站内，完成从交流到DC再从DC到交流的换流过程，因此背靠背换流站周围的电磁场分布比单个DC换流站或交流变电站更为复杂。

国内外从环保角度探讨周围公众暴露区电磁场分布特征的研究较少，相关研究主要集中在站内主要设备的电磁和仿真方面。

关键词：背靠背换流站；电磁场；特征；基于背靠背换流站周边公众曝露区域工频电场、工频磁场、合成电场的现场实测数据，从达标情况、数值区间分布、高强度值位置分布、衰减规律等方面进行对比和分析，总结得出背靠背换流站周边电磁场数值能够满足国家标准、水平整体较低、强度受交流进出线影响较大，并随着与围墙距离增加而逐渐衰减等特征。

一、国内外研究现状高压直流输电技术集中了当代电力、控制、电力电子、通信等各个领域的新技术，技术含量较高，作为其核心的控制保护技术在世界上也只被少数几家大公司所掌握。

长期以来，我国的直流输电设备市场基本上被国外厂商占领。

为了从根本上改变这一现状，根据国家计委直流设备制造国产化的总体步署，中联网背靠背直流工程为我国第一项背靠背直流联网工程，也是直流工程国产化的依托工程。

该工程分别由许继和南瑞各提供一个完整成套的控制和保护系统，两套控制和保护系统分时运行。

灵宝背靠背直流输电工程控制保护系统分别采用许继、南瑞两套完整的基于上述两种引进技术的换流站控N／直流保护系统并分时切换运行。

关于背靠背换流站极控系统研究主要集中在以下两个方面：(1)寻求能准确体现直流动态特征的系统数学与仿真模型，以供理论研究与时域仿真分析之用，重点是如何正确模拟直流控制，真实反映其在动态过程中的特性。

D3是早期关于直流控制简化建模的比较完整的论述，其中关于直流基本控制方式的组合和切换条件至今仍为工程所使用。

三相背靠背变流器的研究三相背靠背变流器的研究引言背靠背（Back-to-Back）变流器是一种将电力信号从一个电网转换为另一个电网的关键设备。

在现代能源系统中，背靠背变流器发挥着重要的作用，可以实现不同电压和频率之间的电力转换。

其中，三相背靠背变流器作为最常见的一种，具有其独特的特点和应用。

本文将对三相背靠背变流器的研究进行探索和分析。

一、三相背靠背变流器的原理三相背靠背变流器由两个电力电子逆变器组成，分别称为主变流器和助变流器。

主变流器将一个电网的电能转换为中间直流连接，而助变流器则将中间直流连接转换回另一个电网。

这样一来，电力信号就可以在不同电网之间实现传递。

在三相背靠背变流器中，交流电能输入主变流器经过整流和滤波得到直流电能，再通过逆变器将直流电能转换为交流电能输出给助变流器，最终输出给另一个电网。

在这一过程中，主变流器和助变流器需要进行精确的控制和协调，以确保系统的稳定和高效运行。

二、三相背靠背变流器的特点1. 双向电力传递：三相背靠背变流器可以实现双向电力传递，可以将电网A的电能转换为电网B的电能，同时也可以将电网B的电能转换为电网A的电能。

这使得潮流和电能互换成为可能，提高了能源系统的灵活性和可靠性。

2. 宽电压和频率范围：三相背靠背变流器具有宽电压和频率范围，可以适应不同电网的要求。

这意味着它可以在各种电压和频率的电网之间进行电力转换，使得不同地区之间的电力互通更加便捷。

3. 高功率密度：由于采用了电力电子器件和高效的控制算法，三相背靠背变流器具有较高的功率密度。

这使得它在实际应用中可以实现小型化和重量轻，减小了设备占地面积和运输成本。

4. 快速响应和高效率：三相背靠背变流器具有快速响应的特点，可以实现电力传递的快速切换，保证了电网的稳定。

此外，其高效率的转换过程减少了能量损耗，降低了能源成本。

三、三相背靠背变流器的应用1. 电力系统互联互通：三相背靠背变流器在不同电网之间实现了电能互换，特别适用于电力系统互联互通。

摘要尽年来随着电力电子器件的不断发展高压直流输电技术也取得了巨大的成果，由于交流输电的一些无法解决的问题，使得直流输电技术在现实使用中越来越为广泛。

背靠背换流站作为高压直流输电技术中的一个重要组成部分，对电力系统之间的相互支援、调度等具有重要作用。

目前，我国已经建成天生桥、灵宝等换流站，在使用中体现出了巨大的优越性。

本设计内容为设计背靠背换流站的直流系统，在查阅相关资料的基础上，争取采用国际先进技术，合理设计、缜密计算，力争实现换流站直流系统的合理设计。

关键词：换流站；换流变压器；晶闸管；整流站；无功补偿Abstract: The completely year, with the development of the electric power electronic device, high pressure direct current transmission technology has also yielded the huge result. Because of some questions that alternating current transmission have can not solve, which causes the direct current transmission technology in the reality use more and more for widespread.Back to back the convertor station took in the high pressure direct current transmission technology is an important constituent, to between the electrical power system mutual support, the dispatch and so on has the vital role. At present, our country already completed inborn some convertor stations such tian sheng qiao ,ling bao and so on, which manifested the huge superiority in the use.This design content for the design back to back convertor station direct current system, in the consult correlation data foundation, strives for uses the international vanguard technology, the reasonable design, the meticulous computation, argues vigorously the realization convertor station direct current system the reasonable design.Key words：Convertor station；Trades changes the depressor；Crystal thyratron；Converting station；Idle work compensation目录中英文摘要-------------------------------------------------------------------------------目录--------------------------------------------------------------------------------------前言--------------------------------------------------------------------------------------第一章资料综述------------------------------------------------------------------------- 1.1 课题意义----------------------------------------------------------------------------- 1.2 本课题来源及研究内容-------------------------------------------------------------第二章基础理论------------------------------------------------------------------------- 2.1高压直流输电最新技术-------------------------------------------------------------- 2.1.1大容量晶闸管和智能化晶闸管触发单元------------------------------------------2.1.2 容性换流技术----------------------------------------------------------------------2.1.3连续可调式交流滤波器及有源式直流滤波器----------------------------------- 2.1.4数字式光纤互感器-----------------------------------------------------------------2.1.5 电压控制型直流阀-----------------------------------------------------------------2.1.6 水冷却及组件式阀结构、吊装式阀安装-----------------------------------------2.1.7户外型阀设计---------------------------------------------------------------------2.1.8合成试验回路---------------------------------------------------------------------2.2 高压直流输电基本原理-----------------------------------------------------------2.3 高压直流输电系统的过压保护---------------------------------------------------- 2.3.1 过电压的种类--------------------------------------------------------------------- 2.3.2 直流系统过电压保护原则--------------------------------------------------------2.3.3 直流系统保护要求----------------------------------------------------------------2.3.4 直流系统保护功能的实现--------------------------------------------------------2.3.5保护原理及配合------------------------------------------------------------------2.3.6高压直流输电系统过电压保护装置——直流避雷器--------------------------2.4 高压直流输电系统的谐波分析-------------------------------------------------- 2.4.1 谐波的产生-----------------------------------------------------------------------2.4.2 谐波的治理----------------------------------------------------------------------2.5 高压直流输电系统的无功补偿---------------------------------------------------2.5.1换流器的无功功率特性---------------------------------------------------------2.5.2高压直流输电中的无功功率补偿----------------------------------------------第三章背靠背换流站直流系统的设计-----------------------------------------------3.1 换流站的总体设计方案-----------------------------------------------------------3.1.1主电路的具体设计--------------------------------------------------------------- 3.1.2交流母线到换流阀部分的设计--------------------------------------------------3.2换流站一次系统的设计------------------------------------------------------------3.2.1系统主电路的确定--------------------------------------------------------------- 3.2.2系统无功补偿装置的确定-------------------------------------------------------3.2.3系统谐波分析与滤波器的确定-------------------------------------------------3.3换流站调节控制系统的设计------------------------------------------------------- 3.3.1触发器的硬件设计---------------------------------------------------------------- 3.3.2 触发器的软件设计---------------------------------------------------------------- 3.4 主要参数的计算及设备的选择-----------------------------------------------------3.4.1 直流参数的计算-------------------------------------------------------------------3.4.2交流参数的计算-------------------------------------------------------------------- 第四章其它部分------------------------------------------------------------------------ 致谢--------------------------------------------------------------------------------------参考资料--------------------------------------------------------------------------------前言在最近20年内高压直流晶闸管阀和高压直流输电技术的发展，使得用高压直流输电更经济、更可靠。

背靠背直流工程背靠背工程1 灵宝背靠背换流站（我国第一个联网背靠背直流输电工程）灵宝背靠背高压直流输电BTB-HVDC(Back To Back-High V oltage Direct Current transmission)工程是直流设备国产化的试验示范工程，从成套设计和设备制造，以及系统调试完全自主完成。

工程额定直流功率360 MW ，直流额定电压为±120kV ，直流额定电流为3kA ，功率可双向传输。

交流系统电压等级分别为华中侧220 kV、西北侧330 kV，换流站电气主接线如图1所示。

220 kV交流场包括：1组电抗器、2组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、2组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。

330 kV交流场包括：1组电抗器、1组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、3组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。

换流变压器采用单相三绕组形式，单台容量均为143.6 MVA, 每侧的3台换流变压器通过外部连线实现Yy12、Yd11接线，和换流阀一起构成12脉动桥。

直流系统额定电压120 kV，两侧阀通过直流母线串接平波电抗器相连。

图1 灵宝换流站主接线另外该工程在世界上首次实现了两侧换流阀分别采用光触法和电触发晶闸管阀，首次采用南瑞继保PCS9500和许继DPS2000这两套直流控制保护系统轮流进行的工作模式。

2 高岭背靠背换流站高岭背靠背换流站实现了东北和华北两大电网之间的直流互联，工程2019年投入运行。

其主要作用是相互提供调峰容量和互为备用容量。

东北—华北背靠背现在规模为1500 MW，随着电网规模的扩大，远期规模为3000MW 。

东北—华北背靠背工程站址选在高岭变电站，换流站与东北主网的电气联系比较薄弱。

工程接线方式具有2个独立的单元，每个单元输送750 MW功率，直流电压为±125 kV，直流电流为3 000 A，选用单相三绕组变压器每台变压器容量为300 MVA。

某背靠背换流站柔性直流换流变压器出线布置方案比较与选择殷勤;李沛准
【期刊名称】《四川电力技术》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】换流站站址周围有居民小区,人口密度较大,需要减少换流站对周边环境的影响。

柔性直流变压器作为换流站的噪声源和主要设备之一,如何布置、采用何种出线方式是研究的关键问题。

基于已投运换流站的典型出线及布置方案并结合某工程的具体布置要求,给出了柔性直流变压器采用油气套管、空气套管及出线方向不同组合等6种出线方案,并分析了每种出线方案的优缺点。

从试验与备用相更换的便利性、出线结构的成熟性、站内布置空间可行性以及对网侧进线方式的限制性等对不同出线方案进行比较后,建议该工程采用阀网长轴同侧出线结构,即柔性直流变压器采用阀侧、网侧均为空气套管且同一方向侧出的布置方案。

该方案试验和运维便利性好,节约站内布置尺寸,可适应不同网侧进线方式。

【总页数】6页(P78-83)
【作者】殷勤;李沛准
【作者单位】中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM402
【相关文献】
1.柔性直流背靠背换流站阀厅电气设备布置设计
2.基于模块化多电平换流器的背靠背柔性直流换流站绝缘配合方案研究
3.柔性直流换流站阀厅布置方案研究
4.背靠背直流换流站晶闸管换流阀的选择
5.背靠背换流站柔直变压器布置方案优化研究
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背靠背柔性直流系统应用于电磁环网的控制技术研究摘要：对背靠背柔性直流系统应用于电磁环网的控制技术进行阐述，针对背靠背柔性直流系统，提出紧凑型三层控制架构，自上而下为换流站控制、换流器控制、换流阀控制,分别讨论各层级的控制策略；针对背靠背柔性直流系统应用于电磁环网，提出了柔性直流与电网广域控制系统的协调控制策略，对于解决电磁环网问题具有参考意义。

关键词：柔性直流，电磁环网，多电平，稳控1 电磁环网与柔性直流输电技术电磁环网，亦称高低压电磁环网，是指两组不同电压等级的线路通过两端变压器磁回路的联接而并联运行。

由于高低电压不同等级的线路输电能力等特性差别较大，因此我国对电磁环网运行有比较明确的指导意见，在2001版的《电力系统安全稳定导则》中，有这样的规定：随着高一级电压电网的建设，下级电压电网应逐步实现分区运行，相邻分区之间保持互为备用。

应避免和消除严重影响电网安全稳定的不同电压等级的电磁环网，发电厂不宜装设构成电磁环网的联络变压器。

按照上述导则的规定，电磁环网主要出现在电网高一级电压电网建设的初期。

然而，在实际电网建设和运行中，由于需要兼顾可靠性、安全性以及经济性等多个约束条件，电磁环网解环运行仍然是一个非常复杂的问题，长期困扰电力系统的运行和管理。

与此同时，随着电力电子器件和控制技术的发展，采用IGBT、IGCT等新型可关断电力电子器件构成电压源型换流器(Voltage Source Converter，VSC)进行直流输电成为可能，为柔性直流输电技术的发展提供了坚实的技术支持。

基于VSC的换流站可以在整流与逆变之间切换，相对于常规直流，其具有能向无源系统供电、具备动态无功支撑能力、无需交流滤波装置等诸多技术优势，为电网提供了一种更为灵活、快捷的输电方式。

背靠背柔性直流直流系统由两个直流侧直接相连的柔性直流换流器组成，无中间直流线路，所有换流设备均在一个换流站内，通过将其应用于电磁环网，可以将交流线路解环，这为电磁环网问题的解决提供了新的思路。

背靠背换流站与交流站融合建设控制保护设计摘要：如果换流站有条件设置站内交流场，那么控制和保护配置方案成熟，建设、调试、运行有成熟经验。

但背靠背项目多建在负荷中心，征地困难，背靠背两侧都很难建交换场，附近容易找到稳定可靠的交换站。

为减少征地和成本，可将换流站和附近的交流站合二为一，柔性直流变压器进线直接接入相邻交流站的500kV串，换流站不设独立的柔性直流变压器进线断路器。

在这种接线方式下，DC控制和保护不仅要考虑常规站内的控制和保护逻辑，还要考虑与相邻交流站的接口方式。

关键词：柔性直流输电;背靠背换流站;融合建设;控制保护系统;为了解决背靠背换流站选址难度大、用地紧张的问题,可利用周边已建成的相关联交流变电站作为换流站的交流场。

针对交流变电站作为换流站的交流场存在的问题,对换流站直流保护配置、柔性直流变压器进线断路器监控及换流站与交流变电站之间的信号交互等进行分析,并提出了柔直变保护的改进设计方案、换流站顺序控制、最后断路器保护、换流站跳柔直变进线开关的实现方案,以保证交流变电站和换流站两站安全运行。

一、直流控制保护系统1.柔直变保护配置。

换流站柔直变保护配置一般包括电量保护和非电量保护。

其中,电量保护主要包括大差动保护、小差动保护、网侧的引线差动保护、引线过流保护、绕组差动保护、阻抗保护、零序电流保护、复压过流保护及阀侧的绕组差动保护、过负荷保护、过电流保护等,且采用直接电缆跳闸,如果按上述典型保护配置,一方面,直流保护均需直接跳500kV变电站柔直变进线串内开关,但中通道主控楼到500kV变电站主控楼的电缆长度约为880m,直接跳闸会因长电缆分布电容而误动风险很大;另一方面,该设计方案中500kV变电站和中通道换流站有直接的电缆联系,在进行换流站柔直变停电定检等工时,500kV变电站和中通道换流站需两班人员一起工作,增加了运维难度和成本。

为解决长电缆分布电容引起的误动及500kV变电站和中通道的运维问题,需避免500kV变电站和中通道换流站采用电缆联系。

柔性直流背靠背换流站阀厅电气设备布置设计王丽杰，梁言桥，杨金根，王刚，周欣宇，梁鹏* 收稿日期：2017-09-25第一作者简介：王丽杰(1978- )，女，黑龙江桦南人，硕士，高级工程师，主要从事高压直流换流站电气设计研究工作。

0 引言柔性直流输电(voltage source converter-highvoltage direct current, VSC-HVDC)是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制技术为基础的新型输电技术，该输电技术具有可向无源网络供电、无换相失败危险、有功功率和无功功率可独立控制以及易于构成多端直流系统等优点。

目前柔性直流输电技术发展迅速，国内柔性直流输电起步较晚，特别是对于含柔性直流换流单元的大容量背靠背换流站，相关布置设计经验较少。

柔性直流背靠背换流区域的布置，DOI：10.13500/j.dlkcsj.issn1671-9913.2019.07.0010直接关系到工程投资、设备与人员安全、运行维护等工程关键要素，是换流站设计的主要内容。

其中，阀厅用于布置换流阀，是换流站设计中的重点和难点，阀厅布置尺寸受电气接线、主设备尺寸、搬运及施工检修通道、带电距离等多方面因素影响。

本文从工程设计角度详细分析总结柔性直流背靠背换流站阀厅的设计原则及布置方案，为节省背靠背换流站总占地、保障含柔性直流换流单元的背靠背直流工程的顺利开展提供有利的技术支持。

1 阀厅电气接线柔性直流背靠背换流站一般推荐采用对称单极接线。

对称单极接线方案的柔性直流换流站设备较少，占地较小，并且联接变压器属于常规交流变压器，制造上无需特殊考虑，换流站整体建设成本最低。

并且在背靠背应用场合中没有直流线路，直流侧发生故障退出运行的概率相对较低。

柔性直流背靠背换流单元对称单极接线见图1，其中虚线框内为阀厅电气接线。

图1 柔性直流背靠背换流单元对称单极接线示意图2 阀厅电气设备布置的两种方式柔性直流背靠背换流单元阀厅内电气设备有换流阀、阀交流侧避雷器、交流穿墙套管、直流极线设备(包括直流避雷器、直流电流测量装置、直流电压测量装置、直流隔离开关/接地开关等)。

2007年6月Power System Technology Jun. 2007 文章编号：1000-3673（2007）12-0057-06 中图分类号：TM732 文献标识码：A 学科代码：470·4054中俄背靠背换流站直流系统与静止无功补偿器的协调运行殷威扬1，刘宝宏1，马世英2，赵良2（1．国网直流工程建设有限公司，北京市东城区100005；2．中国电力科学研究院，北京市海淀区100085）Coordinated Operation of HVDC/SVC in China-Russia Back-to-Back Converter Station YIN Wei-yang1，LIU Bao-hong1，MA Shi-ying2，ZHAO Liang2（1. State Grid DC Project Construction Co., Ltd，Dongcheng District，Beijing 100005，China；2. China Electric Power Research Institute，Haidian District，Beijing 100085，China）ABSTRACT：The AC system at the China side of China-Russia back-to-back converter station located at China-Russia border is weak, to solve this problem a static var compensator (SVC) will be installed to match up with the operation of HVDC system and enhance transient stability of AC system. By means of simulation the capacity of the SVC is decided while following factors, such as restraining transient voltage fluctuation of converter bus, increasing the capacity of sectionalized banks of AC filter/capacitor and improving the stability of both AC and HVDC systems at China side, are taken into account. According to characteristics of SVC and performance verification of HVDC system, the operation characteristics of HVDC and SVC under different operating conditions are analyzed; on this basis the control objectives of SVC and the coordinated control principle by which SVC matches up with the operation of HVDC are proposed.KEY WORDS: interconnection of power grids of China and Russia；back-to-back converter station；SVC；reactive compensation；coordinated operation；voltage fluctuation摘要：为解决中俄联网背靠背换流站中国侧交流系统较弱的问题，在换流站中国侧安装了配合直流系统运行及提高交流系统暂态稳定性的静止无功补偿器(static var compensator，SVC)。

专利名称：一种柔直背靠背换流站的直流场结构
专利类型：实用新型专利
发明人：王刚,王丽杰,胡金,李浩原,刘晓瑞,夏泠风,梁言桥,陈宏明,王然,梁鹏,金卓勍,韩毅博
申请号：CN201920108655.9
申请日：20190122
公开号：CN209434719U
公开日：
20190924
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种柔直背靠背换流站的直流场结构。

它位于柔直阀厅内、且设于整流侧换流阀塔和逆变侧换流阀塔之间，所述直流极线接地开关、分压器、OCT、避雷器和支持绝缘子依次布置于所述整流侧换流阀塔与所述逆变侧换流阀塔之间，所述直流极线接地开关通过连接金具和连接导线与所述整流侧换流阀塔连接，所述支持绝缘子通过所述连接金具和所述连接导线与所述逆变侧换流阀塔连接；OCT通过所述连接金具和所述连接导线分别与所述分压器和避雷器连接；分压器通过所述连接金具和所述连接导线与所述直流极线接地开关可拆卸连接，避雷器通过连接金具和所述连接导线与支持绝缘子可拆卸连接。

本实用新型具有节省设备投资，减少占地面积的优点。

申请人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司
地址：430012 湖北省武汉市武昌区中南二路12号
国籍：CN
代理机构：武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：陈家安
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(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 毕业设计（论文）题目背靠背变换器的仿真研究专业电气工程及其自动化背靠背变换器的仿真研究摘要背靠背电压源型变换器在轻型直流输电系统，变速恒频风力发电系统轻型直流输电系统以及电动机变频调速中有着越来越重要的作用。

PWM 整流-PWM逆变形式的背靠背VSC不仅具有良好的输出性能，更具有良好的输入性能，可获得任意功率因数的正弦输入电流，且具有能量双向流动的良好能力。

介绍了背靠背电压源型变流器在dq同步旋转坐标系下的动态数学模型、背靠背电压源型变流器与两端交流系统互联时的功率交换控制原理。

设计了基于直接电流控制的双闭环控制器，实现了有功功率和无功功率的解耦控制，基于系统传递函数，采用极点配置的PI参数设计方法，使控制器的期望性能指标与PI参数之间建立了直接的量化关系。

最后，利用PSCAD软件搭建了背靠背VSC变换器控制仿真模型，最终通过对背靠背VSC与两端交流系统的功率交换进行控制仿真，验证了所设计控制器的有效性。

关键词：背靠背电压源型变换器、dq轴解耦控制、直接电流控制AbstractBack-to-back voltage source converter is becoming more and more important in new fields such as VSCF wind power generator system and HVDC light. back-to-back VSC in the form of PWM rectifier-PWM inverter not only has good output performance, but also has good input performance,and it can obtain sinusoidal input current with any power factor as well as a bidirectional energy flow.The dynamic mathematical model for back-to-back VSC under dq synchronous reference frame is represented as well as the power exchange control principle between converters and two side ac systems.t A dual closed loop controller based on direct current control strategy is designed for active power and reactive power exchange between the converter and two side ac systems, active power control and reactive power control are decoupled. According to the system transfer function, the direct quantitative relationship is established between the desired performance targets and PI parameters based on pole-assignment for PI parameter′s design metho d.Finally, power exchange control simulation model for back-to-back VSC based on PSCAD is set up, Power exchange control between back-to-back VSC and two side ac systems is simulated, the validity of the proposed controller is demonstrated by the simulation results.Keywords:back-to-back voltage source converter, dq axis decoupled control, direct current control目录第1章绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 背靠背VSC的研究现状 (1)1.2.1 背靠背VSC的应用情况 (1)1.2.2 VSC控制策略的研究现状 (5)第2章背靠背VSC的数学模型 (6)2.1 背靠背VSC的工作原理 (6)2.2 背靠背VSC的数学模型 (10)第3章背靠背VSC的控制器设计 (11)3.1 背靠背VSC的上层控制策略 (11)3.2 背靠背VSC的控制器设计 (12)3.2.1 背靠背VSC内环电流控制器设计 (12)3.2.2 背靠背VSC直流电压控制器设计 (15)3.2.3 背靠背VSC2侧控制器设计 (18)3.3 本章小结 (20)第4章背靠背VSC仿真运行结果 (22)4.1 背靠背VSC 系统功率控制仿真建模 (22)4.1.1 锁相环 (22)4.1.2 dq变换模块 (23)4.1.3 调制波发生模块 (23)4.1.4 上层控制模块 (24)4.1.4 PWM发生模块 (25)4.2 背靠背VSC 系统功率控制仿真结果 (28)4.2.1 直流电压控制仿真结果 (28)4.2.2 VSC1侧无功功率控制仿真结果 (28)4.2.3 VSC2侧有功功率控制仿真结果 (30)4.2.4 VSC2侧无功功率控制仿真结果 (31)结论 (33)致谢 (22)参考文献 (32)附录 (42)第1章绪论1.1 选题的背景及意义目前，以全控型器件和PWM 技术为特征的背靠背电压源型变流器（VoltageSource Converter, VSC），由于具有能够实现能量的双向流动、有功功率和无功功率可独立控制、产生的谐波含量小、直流电压可控等诸多优点，在节能与新能源备受重视的当今社会，已成为变速恒频风力发电系统、轻型直流输电系统及电动机变频调速技术的核心，从而得到了广泛的关注[1~5]。