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随着电力需求量的不断增加以及新能源发电规模的不断扩大,电力网络日益膨胀,传统交流输电和两端直流输电出现了难以跨越的技术障碍,同时能源紧缺、环境污染等问题日益严峻。风能、太阳能等清洁可再生能源的开发和利用,缓解了能源危机和环境污染等问题,但同时也对输电系统有了更高的要求。考虑到风能、太阳能等具有分散性、小型性、间歇性、远离负荷中心等特点,而基于全控型高频开关器件的电压源换流器(VSC, Voltage Source Converter)和脉宽调制(PWM,Pulse Wide Modulation)技术的柔性直流输电技术具有灵活、可靠、经济等优势,故本文着重对基于VSC的柔性直流输电技术进行研究。 首先,本文讨论了多端电压源型直流输电系统(VSC-MTDC,Voltage Source Converter-Multi-Terminal HVDC)的电路拓扑结构,在abc坐标系下建立了多端电压源型直流输电系统中一端VSC的静态数学模型,并在此基础上推导出其在dq0坐标系下的数学模型,结合模型对电压源型直流输电系统(VSC-HVDC)的基本控制原理进行简要分析。 其次,研究了VSC的双闭环直接电流控制,设计了基于电压前馈补偿的内环电流解耦控制策略,讨论了有功功率、无功功率、直流电压、交流电压等外环控制策略,实现了有功无功解耦控制,重点研究了VSC-MTDC系统的的上层协调控制策略,介绍了VSC-MTDC系统级控制器设计,包括主从控制器、直流电压偏差控制器、直流电压斜率控制器并重点研究了改进的直流电压斜率控制器。 最后,本文利用PSIM数字仿真软件建立了并联三端VSC-MTDC系统的仿真模型,深入分析应用于该系统的控制方法,针对模型对每个换流站设计不同控制器,对三端VSC-MTDC输电系统主从控制方式下多点直流电压控制(主站切换)、主从控制方式下改变直流系统参数运行以及改进的直流电压斜率控制方式下的主站切换过程进行仿真实验和仿真结果分析,验证了相关控制器的有效性。