柔性直流輸電系統(tǒng)簡介及損耗分析

1、柔性直流輸電系統(tǒng)簡介及損耗分析20128292基于模塊化多電平的主電路拓補結(jié)構(gòu)，其基本的電路單元也稱為子模塊由兩個全控器件及相應(yīng)的電容器組成，各相橋臂均是通過一定數(shù)量的具有相同結(jié)構(gòu)的子模塊和閥電抗器構(gòu)成，通過變化子模塊的數(shù)量即可改變換流器的輸出功率電壓及功率等級，目前西門子公司采用此種方案。直流側(cè)電容器為換流器提供電壓支撐、并緩沖橋臂關(guān)斷時的沖擊電流、減小直流側(cè)諧波。交流側(cè)換流變壓器將系統(tǒng)交流電壓變換到與換流器直流側(cè)電壓相匹配的二次側(cè)電

2、壓，以確保開關(guān)調(diào)制度不至于過小，以減小輸出電壓和電流的諧波量，進而可以減小交流濾波裝置的容量。換流電抗器是VSCHVDC功率傳輸?shù)募~帶，決定了輸送功率的大小及功率控制的性能，兼抑制換流器輸出的電流和電壓中的開關(guān)頻率諧波量，以獲得期望的基波電流和基波電壓，同時能夠抑制短路電流上升速度。交流側(cè)濾波器的作用則是濾除交流側(cè)諧波，由于VSCHVDC采用了PWM技術(shù)，換流站輸出電壓中的低次諧波很少，主要為開關(guān)頻率的整數(shù)倍附近的高次諧波，因此濾波器的

3、體積和容量均大大減小，一般情況下只需配置高通濾波器即可。VSCHVDC系統(tǒng)根據(jù)主電路拓補結(jié)構(gòu)及其全控器件的類型可以采用脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)或者脈沖幅值調(diào)制技術(shù)(PAM)。PWM技術(shù)多應(yīng)用于基于IGBT閥的VSCHVDC換流器控制，而PAM主要應(yīng)用于GTO閥的換流器控制。由于目前VSCHVDC換流閥主要采用IGBT作為開關(guān)器件，因此通常采用PWM技術(shù)。以正弦脈寬調(diào)制(SinePulseWidthModulationSPWM)為例，其控制

4、原理如圖1.2所示。圖中一相SPWM的調(diào)制參考波與三角載波進行數(shù)值refutriu比較，當(dāng)參考波數(shù)值大于三角載波時觸發(fā)導(dǎo)通該相的上橋臂并關(guān)斷該相的下橋臂，反之，當(dāng)參考波數(shù)值小于三角載波時則觸發(fā)關(guān)斷該相的上橋臂并導(dǎo)通該相的下橋臂。在上下橋臂開關(guān)的交替導(dǎo)通和關(guān)斷下，電壓源換流器交流出口電壓是幅值為正負(fù)的脈沖序列，ou2du為直流側(cè)電壓。該脈沖系列的基波分量與調(diào)制參考波相位一致，幅值為du（，調(diào)制度，為正弦調(diào)制波幅值與三角載波幅值的比值）。因