姜淞瀚，彭 克，徐丙垠，张新慧，刘盈杞

（山东理工大学 电气与电子工程学院，山东 淄博255000）

0 引言

在电力系统发展初期，直流电作为最主要的输电方式最先得到了应用，但受限于当时的科技水平，直流电存在诸多问题，例如不易变压、传输距离有限、不能形成大电网等，这导致直流系统发展缓慢，逐渐被交流系统所代替。

随着电力系统规模的不断扩大，交流系统的缺点也日益突出，例如线路损耗大、潮流控制困难、无法实现异步互联、存在功角平衡等问题。自2003 年美加大停电以来，世界范围内发生了多起大范围停电事故，这是由于负荷中心电源支撑弱，无功电压支撑能力不足，导致事故范围扩大，最终引起电压崩溃，造成大面积停电。总结事故经验教训，其本质是现有配电系统与城市发展规模不匹配，负荷增长对配电系统的安全运行提出了严峻挑战。现代城市供电走廊紧张，土地价格居高不下，扩大配电系统规模的成本太高。现代城市负荷的迅速增加、电力电子设备的广泛应用和供电容量的增加会导致系统的短路电流增大，使系统运行存在安全隐患。此外，数据中心等负荷对供电可靠性和电能质量的要求越来越高，交流配电系统面临严峻挑战。

随着经济发展和社会进步，能源危机和环境污染问题受到世界各国的普遍关注。分布式发电和储能技术是缓解能源枯竭和环境污染问题最有效的手段之一，光伏、风机、燃料电池等常见的分布式发电方式，通常都是直流电或经整流后变为直流电，采用逆变器并入交流电网会在系统内产生谐波，降低系统效率，影响系统的安全运行和继电保护装置的正确动作［1］。……