基于VSC的柔性直流輸電技術研究

3 諧波分量分析

柔性直流型輸電系統影響供電電壓的質量，其主要的影響因素就是諧波分量。電壓源換流電路在正常工作時，其直流電壓一端和交流電壓一端會同時產生相應的諧波分量;當工作電壓不平衡時或交流供電系統發生不對稱的故障時，直流電壓一端和交流電壓一端會產生很多非特征要求的諧波分量，這將使電力系統產生大量的過電壓和過電流，最終影響電路和整個系統的正常運行與安全工作。

柔性直流型輸電系統的控制諧波分量的一個方法是在控制電力系統中采用 PWM技術。在開關的頻率要求相對較高的情況下，換流電路在比較高的開關頻率下工作，其輸出的交流電壓和交流電流中含有的低次諧波分量比較少，本文使用 12脈動換流裝置，同6脈動換流裝置相比較12脈動換流裝置諧波分量特性有很大的改善，目前換流站大部分只采用12脈動換流裝置作基本的換流單元。另一個方法就是在換流設備交流電一端裝配換流站交流濾波裝置，用來吸收諧波分量的電流，使流入交流供電系統的諧波電流變小，從而進一步的降低了諧波分量電壓。依據高電壓狀態直流型輸電系統的模型，利用濾波器的相關濾波特性進行了一定的研究。選取適當的濾波器設置參數，得出在ATP-EMTP環境下整流一端和逆變一端的電壓波形，如圖3和圖4所示：

從圖3和圖4可看出：電流轉換站在比較高的開關頻率下運行，在交流電壓一端和直流電壓一端裝設相應濾波設備后，其相應的輸出電壓含有低次諧波分量很少，較容易達到諧波分量標準，可基本正常工作。

4 不同狀態的故障分析

同傳統的直流輸電型輸電系統相比較，柔性直流型輸電系統還有另外一個顯著的優點：連接兩個獨立交流系統的柔性直流型輸電系統，一端交流系統產生故障時，但并不影響另一端交流系統和換流電路設備的正常運行。

利用ATP-EMTP軟件仿真結果如下：

由圖5與圖6可看出：如果在一端交流系統出現單相的故障或遠端出現三相短路故障時，柔性直流輸電系統仍具備一定的有功功率傳輸能力。因此，在柔性直流型輸電的控制系統中，我們利用合理有效的控制來提高系統在出現故障情況時不間斷運行能力。

5 結 論

本文研究和總結了現有電壓源型供電基本模型，通過ATP。。EMTP軟件建立了基于VSC的柔性直流型輸電系統的基礎模型，對柔性直流型輸電系統交流端和直流端進行諧波分量分析、仿真分析及其相應的優化，為交流端與直流端濾波系統的設計、PWM控制系統的設計及其優化等提供有效的仿真。同時對VSC- HVDC輸電系統異常工作況下的仿真并進行了相應的分析，得出供電系統在故障狀態下的運行特性，提出了相應的解決辦法，確保系統安全可靠運行。

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