姜建国 颜廷阁

(东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江 大庆 163318)

0 引言

随着电力电子技术的发展，电压源型高压直流输电(voltage sourced converter based high-voltage direct current，VSC-HVDC)技术已被应用于海上风力发电等特殊的场合[1－2]。由于其在结构上与传统的HVDC有所不同，导致两者在性能上的差异。

VSC-HVDC输电技术具有以下几个优点[3]：①整流站和逆变站可以发出和吸收无功，它们之间可以不用进行通信;②能够向无源网路供电;③响应速度有所提高;④对环境的影响很小。

1 原理与设计

1.1 VSC输电系统原理

VSC-HVDC输电系统电路结构如图1所示。

图1 VSC-HVDC电路结构示意图Fig.1 Schematic of VSC-HVDC circuit structure

图1中，AC表示交流输电线路，DC表示直流输电线路。三相电抗器通过DC线路连接到AC输电网路的电压源端。

忽略变压器阻抗，得到换流器和交流电网之间传输的有功功率P及无功功率Q：

有功功率和无功功率被定义为正的情况有以下几种[5]：①功率潮流由AC电网流向换流器，且相位角δ是正向的;②换流器输出电压相位落后于AC电压相位。

式(1)表示有功功率与DC电流及电压成正比，同时它也受相位角δ影响。正相位角使得有功功率潮流由AC电网流向换流器。但由式(2)所得的无功功率主要取决于AC母线电压与换流器输出电压的大小，并且由较高电压反馈到较低的电压。

以上这些特征是VSC的主要优点。这些优点保证了无功功率及有功功率的独立调节。如图2所示的是有功功率-无功功率(P－Q)图。

图2 P-Q图Fig.2 P-Q diagram

图2中的P、Q均采用标幺值形式表示。

由式(3)可知，由于VSC是一个线性整流换流器，因此该圆的中心并不定位在原点。……