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基于电压源型换流器的多端直流输电系统及直流电网在大规模可再生能源并网和智能电网建设中发挥着举足轻重的作用,构建直流电网能有效弥补现有交流电网的不足。 首先,本文阐述了直流输电到多端直流网络的发展,指出直流电网控制自由度不足的问题。针对此缺陷提出了潮流控制器的概念,介绍了国内外潮流控制器现状。然后,具体研究了其中性能比较优越的变压器型潮流控制器和线间能量交换潮流控制器的工作原理及对外特性,对不同方案的应用场合与优缺点做了总结。 而后,基于线间能量交换的思想,提出了一种新型线间潮流控制器拓扑,介绍了其工作原理,并以一种工作状况为例,建立了数学模型,计算了关键参数,设计了基于PI调节的控制策略。同时为更充分发挥直流潮流控制器在直流电网潮流调节中的控制作用,对潮流控制器的配置原则进行了研究,包括基于电路理论及求解线性方程组的数学理论的数量配置原则,基于电流灵敏度模型的最佳接入位置配置原则和基于电流、电压限制的容量配置原则。 最后,在PSIM中通过仿真验证了该拓扑的有效性和可行性;在实验室搭建基于新型线间潮流控制器拓扑的样机实验平台,通过不同线路潮流控制,验证了对该拓扑结构功能可行性和控制策略的有效性。