郭春義 趙成勇 王 晶

（華北電力大學(xué)新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室 北京 102206）

1 引言

隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，HVDC系統(tǒng)將在交直流系統(tǒng)的互聯(lián)中發(fā)揮更加重要的作用。目前，HVDC系統(tǒng)通過架空線或電纜在大容量、遠(yuǎn)距離直流輸電中已相當(dāng)成熟。但是，由于傳統(tǒng)HVDC采用晶閘管作為換流器件，導(dǎo)致它存在一些內(nèi)在的缺陷，因此在一定程度上限制了HVDC的應(yīng)用領(lǐng)域，例如：

（1）傳統(tǒng) HVDC需要具有一定短路容量的交流系統(tǒng)為其提供換相支撐。當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生故障時，很可能導(dǎo)致 HVDC的換相失敗，嚴(yán)重時可能迫使HVDC退出運行。

（2）傳統(tǒng) HVDC不能向無源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電，因此不能作為電網(wǎng)大停電時的黑啟動電源。

20世紀(jì)90年代以后，VSC-HVDC得到了快速發(fā)展，由于它采用了全控器件，有很多優(yōu)點[1-4]：可以靈活且快速地控制有功功率，動態(tài)補償無功功率，具有四象限運行的特性，可向無源網(wǎng)絡(luò)供電等。近年來，VSC-HVDC在國外得到了一些成功的應(yīng)用，并日益受到重視[5]。但是在通常情況下VSC-HVDC的換流器損耗比HVDC高。隨著開關(guān)頻率的降低，VSC-HVDC的損耗下降趨勢明顯。西門子公司提出了一種新型的多電平VSC拓?fù)?，并稱這種技術(shù)為模塊化多電平換流器（MMC），它使得子模塊的開關(guān)頻率大大降低，因而降低了換流器的運行損耗[6]。文獻(xiàn)[7]中指出，隨著新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)的發(fā)展，VSC換流器損耗可以達(dá)到HVDC換流器損耗的1.0～1.5倍。

為了改善多饋入直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，文獻(xiàn)[8]中提出將 VSC-HVDC引入到多饋入直流輸電系統(tǒng)中來改善整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并建立了HVDC和 VSC-HVDC雙饋入系統(tǒng)的物理模型，而且設(shè)計了 VSC-HVDC系統(tǒng)的非線性控制器。與文獻(xiàn)[8]不同，本文重點研究 Double-Infeed HVDC系統(tǒng)向無源網(wǎng)絡(luò)供電的特性。為了克服傳統(tǒng)HVDC的不足，使其可以為無源網(wǎng)絡(luò)供電，國內(nèi)外已有很多研究成果。文獻(xiàn)[9～11]中提出了利用同步靜止補償器來使傳統(tǒng)HVDC向無源網(wǎng)絡(luò)供電，但是關(guān)于二者的相互協(xié)調(diào)控制研究很少。文獻(xiàn)[12]將 HVDC和STATCOM組成Hybrid HVDC系統(tǒng)，并將二者作為一個單元進(jìn)行了整體協(xié)調(diào)控制，得到了令人滿意的結(jié)果。

當(dāng)電網(wǎng)大停電時，可以利用本文中的 Double-Infeed HVDC系統(tǒng)作為黑啟動的恢復(fù)電源，從而改變傳統(tǒng)HVDC不能作為黑啟動電源的現(xiàn)狀。隨著傳統(tǒng)HVDC工程的逐漸增多及VSC-HVDC在多種領(lǐng)域中的成功應(yīng)用，Double-Infeed HVDC系統(tǒng)將很有可能出現(xiàn)。例如，我國華東電網(wǎng)擁有豐富的陸上和海上風(fēng)能資源，VSC-HVDC已經(jīng)作為可選的風(fēng)電聯(lián)網(wǎng)方式之一，而且上海東海大橋南匯風(fēng)電場通過VSC-HVDC聯(lián)網(wǎng)示范工程已在建設(shè)之中。同時，已有多條傳統(tǒng) HVDC線路坐落在上海附近的沿海區(qū)域，以上現(xiàn)狀使Double-Infeed HVDC系統(tǒng)的出現(xiàn)成為可能。不僅是華東電網(wǎng)，南方電網(wǎng)也有類似的現(xiàn)狀。如果受端交流系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障，極有可能變?yōu)闊o源系統(tǒng)，本文重點研究在該情況下雙饋入直流輸電系統(tǒng)供電無源網(wǎng)絡(luò)的運行特性。

本文中，提出由HVDC和VSC-HVDC組成的新型雙饋入直流輸電系統(tǒng)為無源網(wǎng)絡(luò)供電的模型。在此基礎(chǔ)上，闡述了VSC-HVDC啟動HVDC的原理，設(shè)計了Double-Infeed HVDC的整體控制系統(tǒng)，分析了二者相互作用的機理。為了驗證所設(shè)計的控制系統(tǒng)及研究所提出 Double-Infeed HVDC的運行特性，在PSCAD/EMTDC環(huán)境下研究了受端是無源網(wǎng)絡(luò)時VSC-HVDC啟動HVDC的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能，而且對HVDC逆變側(cè)發(fā)生三相短路故障時的暫態(tài)恢復(fù)特性進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明，當(dāng)受端是無源網(wǎng)絡(luò)時，利用VSC-HVDC可以實現(xiàn)HVDC的啟動；同時，Double-Infeed HVDC系統(tǒng)也具有良好的故障恢復(fù)特性。

2 Double-Infeed HVDC系統(tǒng)

將VSC-HVDC子系統(tǒng)與HVDC子系統(tǒng)在同一交流母線上并聯(lián)，組成Double-Infeed HVDC系統(tǒng)，且受端系統(tǒng)是無源網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。其中，HVDC子系統(tǒng)由等值送端交流系統(tǒng)S1、等值系統(tǒng)阻抗Zs1、整流器、逆變器、換流變壓器Ts1和Tr1、濾波器和傳輸線DC1組成；VSC-HVDC子系統(tǒng)由等值送端交流系統(tǒng) S2、等值系統(tǒng)阻抗 Zs2、整流器、逆變器、換流變壓器 Ts2和 Tr2、濾波器和 VSC-HVDC傳輸線DC2組成。交流斷路器BRK用來將HVDC子系統(tǒng)聯(lián)接到公共母線B1處。受端無源網(wǎng)絡(luò)處的負(fù)荷采用靜態(tài)負(fù)荷模型，變壓器 Tr3用來將負(fù)荷連接到交流母線B1處。

圖1 Double-infeed HVDC系統(tǒng)圖Fig.1 Double-infeed HVDC system diagram

初始狀態(tài)下，BRK斷開，HVDC子系統(tǒng)未運行，而 VSC-HVDC子系統(tǒng)為負(fù)荷提供所需要的有功功率和無功功率。當(dāng) HVDC啟動時，VSC-HVDC通過控制系統(tǒng)的作用為HVDC提供換相所需的換相電流，使HVDC可以成功啟動。

3 控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 VSC-HVDC的控制策略

3.1.1 VSC-HVDC的運行原理

VSC連接有源交流網(wǎng)絡(luò)時的穩(wěn)態(tài)物理模型如圖2所示[13]，Us為交流側(cè)電壓的有效值，Uc為VSC輸出電壓的基頻分量的有效值，L為換流電抗器的等效電感；R為VSC功率損耗的等效電阻；δ 為交流側(cè)系統(tǒng)電壓相位超前 VSC交流側(cè)電壓基波相位的角度；P、Q為交流系統(tǒng)輸出的有功功率和無功功率。

圖2 電壓源換流器物理模型Fig.2 Physical model of voltage source converter

忽略諧波成分及換流器的等效電阻損耗，系統(tǒng)輸出的有功功率和無功功率可以表示為

設(shè)所采用 PWM 技術(shù)的直流電壓利用率為 1，調(diào)制度為m，則0≤m≤1，Uc為

VSC-HVDC主要有三種控制模式：定直流電壓控制模式；定直流電流或有功功率控制模式；定交流電壓控制模式。當(dāng)連接有源交流網(wǎng)絡(luò)時，采用前兩種控制模式；當(dāng)連接無源網(wǎng)絡(luò)時，采用第三種控制模式。

3.1.2 VSC-HVDC的數(shù)學(xué)模型和控制器設(shè)計

VSC-HVDC整流側(cè)在dq0坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型參照文獻(xiàn)[14]。

若換流器采用PWM控制，則其輸出電壓ucabc為（相值）

且設(shè)Park變換矩陣為

可得到

VSC吸收的有功和無功功率可以表示為

取 Park變換矩陣時將 q軸同 a軸重合，則usd=0,usq=Us，其中Us為系統(tǒng)相電壓的幅值，此時

由于圖1中雙饋入直流輸電系統(tǒng)受端是無源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，且HVDC需要換相支撐，所以VSC-HVDC的逆變側(cè)采用定交流電壓的控制方式；而對于整流側(cè)，采用定直流電壓和無功功率的控制方式。VSC-HVDC的控制系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 VSC-HVDC控制系統(tǒng)Fig.3 Control system of VSC-HVDC

3.2 HVDC的控制策略

對于HVDC子系統(tǒng)，整流側(cè)采用定直流電流控制和最小觸發(fā)延遲角控制，逆變側(cè)采用定關(guān)斷角控制和定直流電流控制。為了避免兩端電流調(diào)節(jié)器同時工作引起調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定，逆變側(cè)電流調(diào)節(jié)器的定值比整流側(cè)小0.1(pu)。此外，HVDC還配備了低壓限流控制。

3.3 利用VSC-HVDC啟動HVDC的策略

如圖1所示，初始狀態(tài)時，HVDC未運行且受端是無源網(wǎng)絡(luò)。首先利用 VSC-HVDC的定交流電壓控制使母線B1的電壓為1.0(pu)，然后閉合斷路器BRK，啟動HVDC子系統(tǒng)。

由于受端系統(tǒng)為無源網(wǎng)絡(luò)，為了保證LCC-HVDC和 VSC-HVDC同時運行，并減小LCC-HVDC對 VSC-HVDC系統(tǒng)的沖擊，文中LCC-HVDC電流的參考值設(shè)為0.22(pu)，目的是提高運行短路比。這種運行狀態(tài)不會特別長，當(dāng)受端電源恢復(fù)后，必然要通過增大HVDC的電流參考值來使HVDC恢復(fù)到額定功率。這些內(nèi)容將在以后進(jìn)行研究。

4 HVDC和VSC-HVDC相互作用的機理分析

4.1 正常運行狀態(tài)特性分析

當(dāng) Double-Infeed HVDC系統(tǒng)運行在某一狀態(tài)時，滿足

式中，Pvsc、Qvsc和Svsc1分別為VSC-HVDC輸出的有功功率、無功功率及視在功率；Pload和Qload為有功和無功功率負(fù)荷的大小；Phvdc、Qhvdc和Qc分別為HVDC輸出的有功功率、吸收的無功功率和逆變側(cè)補償?shù)臒o功功率；k和X2分別為HVDC子系統(tǒng)中逆變側(cè)換流變壓器的電壓比和換相電抗值；φ為HVDC的功率因數(shù)角；Ud2為HVDC逆變側(cè)的直流電壓；Ub為公共母線的電壓。

需要注意的是，Pvsc和Qvsc均可正可負(fù)，“正”表示VSC-HVDC發(fā)出有功功率和無功功率，“負(fù)”表示吸收有功功率和無功功率。

4.2 公共母線電壓降落時的運行特性分析

當(dāng)公共母線電壓降落為ΔU時，Double-Infeed HVDC系統(tǒng)將出現(xiàn)有功功率和無功功率缺額。為了維持交流母線電壓穩(wěn)定和為HVDC逆變側(cè)提供足夠的短路容量，VSC-HVDC需要一定的備用容量（ΔSvsc），這一部分容量包括有功功率備用容量（ΔPvsc）和無功功率備用容量（ΔQvsc）。ΔSvsc可以表示為

由于當(dāng)公共母線電壓發(fā)生降落時，HVDC整流側(cè)采用的是定直流電流方式，而逆變側(cè)采用的是定關(guān)斷角控制方式，因此最終直流電流和逆變側(cè)關(guān)斷角將保持不變。所以，ΔPhvdc和ΔQhvdc可以表示為

而無功功率補償裝置的輸出減少量ΔQc可以由式（13）求得。

式中，ΔPhvdc和ΔQhvdc分別為 HVDC子系統(tǒng)有功功率和無功功率的變化量；ΔPload和ΔQload分別為電壓降落時靜態(tài)有功負(fù)荷和靜態(tài)無功負(fù)荷的減少量；C為HVDC逆變側(cè)無功功率補償裝置的等效電容值。

需要注意的是，在求取ΔSvsc時所考慮的穩(wěn)態(tài)電壓降落不能太大，因此可以不用考慮動態(tài)負(fù)荷的影響。如果靜態(tài)負(fù)荷模型未知時，忽略負(fù)荷的變化并按照上述公式求取ΔSvsc后也可以滿足靜態(tài)負(fù)荷的要求。

4.3 公共母線發(fā)生故障時的動態(tài)運行特性分析

5 Double-Infeed HVDC系統(tǒng)參數(shù)

5.1 HVDC子系統(tǒng)參數(shù)

HVDC子系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)同HVDC的CIGRE標(biāo)準(zhǔn)測試模型相同。主電路參數(shù)如下：系統(tǒng)傳輸容量為1000MW，額定直流電壓和額定直流電流分別為500kV和0.2kA，整流側(cè)系統(tǒng)短路比為 2.5。如前所述，HVDC啟動時直流電流參考值設(shè)為 0.22(pu)。在整流側(cè)和逆變側(cè)分別配置容量為120Mvar的無功補償裝置。為了減小整流側(cè)的觸發(fā)角來提高HVDC的功率因素，整流側(cè)兩臺變壓器的電壓比調(diào)整為362.25kV/213.45kV。其余參數(shù)同HVDC的CIGRE標(biāo)準(zhǔn)測試模型[15]。

5.2 VSC-HVDC子系統(tǒng)參數(shù)

VSC-HVDC子系統(tǒng)的主電路參數(shù)如下：頻率為50Hz，整流側(cè)線電壓Us1有效值為13.8kV，逆變側(cè)線電壓Us有效值為230kV。整流側(cè)和逆變側(cè)的連接電抗器均為0.1(pu)，直流線路電阻Rd為5Ω；整流變壓器Ts2電壓比為13.8kV/62.5kV；逆變側(cè)變壓器Tr2電壓比 62.5kV/230kV；直流電壓參考值為120kV。

5.3 負(fù)荷參數(shù)

本文中的負(fù)荷模型采用的是靜態(tài)負(fù)荷模型。一個靜態(tài)負(fù)荷模型表示，任意瞬時的負(fù)荷特性是該瞬時的母線電壓幅值和頻率的代數(shù)函數(shù)，有功功率和無功功率分別予以考慮。

傳統(tǒng)的，負(fù)荷對電壓和頻率的依賴特性可以用下面的式子表示：

式中，P和Q分別為當(dāng)交流母線電壓為V時的有功和無功分量；下標(biāo)“0”表示初始運行條件下相關(guān)變量的值。這個模型的參數(shù)是指數(shù)a和 b。當(dāng)這些指數(shù)等于0、1或2時，該模型分別表示恒功率、恒電流或恒阻抗特性。對于合成的系統(tǒng)負(fù)荷，指數(shù)a通常在 0.5～1.8之間；指數(shù) b通常在 1.5～6之間；Kpf通常在0～3.0之間；Kqf通常在-2.0～0之間[16]。

在本文中，負(fù)荷模型的主要參數(shù)是：P0為240MW，Q0為 90Mvar，a為 0.9，b為 3.2，Kpf為1.4，Kqf為-0.5。

5.4 固定電容補償裝置

如圖 1所示，在母線 B1處安裝了額定容量為330Mvar的無功功率補償裝置。

需要指出的是，母線B1處安裝的無功功率補償裝置可以增大 VSC-HVDC的調(diào)節(jié)能力。由VSC-HVDC的運行特性可知，在VSC-HVDC容量一定的前提下，當(dāng)有功功率輸出較大時，無功功率輸出能力就會減小。VSC-HVDC無功功率的輸出同調(diào)制度的大小有直接的關(guān)系，當(dāng)采用SPWM調(diào)制技術(shù)時調(diào)制度不能大于1。當(dāng)逆變側(cè)發(fā)生接地故障時，為了更大程度地穩(wěn)定交流電壓，減小HVDC換相失敗的概率，需要VSC-HVDC提供較大的無功功率。如果輸出的無功功率較大，調(diào)制度很可能接近 1，此時 VSC-HVDC的調(diào)制能力可能達(dá)到極限，對逆變側(cè)公共母線處交流電壓的動態(tài)穩(wěn)定作用就會減弱。為了增強 VSC-HVDC對電壓的穩(wěn)定作用而增大VSC-HVDC的容量，必將帶來投資成本的增加?？紤]到固定電容器的成本較低，在交流母線處并聯(lián)一定容量的固定電容器。由于 VSC-HVDC可以實現(xiàn)定交流電壓控制，在Double-Infeed HVDC正常運行時，在固定電容器的作用下，VSC-HVDC只提供較小的無功功率甚至吸收無功功率。當(dāng)故障發(fā)生時，VSC-HVDC就可以提供更多的無功功率，對交流電壓起到更強的穩(wěn)定作用。

6 仿真分析

為了分析所提出的雙饋入直流輸電系統(tǒng)的運行特性及相應(yīng)控制策略的正確性，在PSCAD/EMTDC環(huán)境下對以下兩個方面進(jìn)行了研究。

（1）受端是無源網(wǎng)絡(luò)時，VSC-HVDC啟動HVDC的動態(tài)性能研究。

（2）受端是無源網(wǎng)絡(luò)且HVDC逆變側(cè)發(fā)生三相短路接地故障時整個雙饋入直流輸電系統(tǒng)的暫態(tài)和故障恢復(fù)特性研究。

6.1 VSC-HVDC啟動HVDC的動態(tài)性能

初始狀態(tài)時，VSC-HVDC為受端負(fù)荷提供全部功率。在5s時合上斷路器BRK，5.04s給HVDC提供觸發(fā)脈沖。

由于在本文中不考慮VSC-HVDC的啟動過程，所以在仿真結(jié)果中只給出了系統(tǒng) 4.5s后的動態(tài)特性，如圖4～圖11中10s之前的仿真結(jié)果。10s之后的仿真結(jié)果為HVDC子系統(tǒng)逆變側(cè)發(fā)生三相短路故障后的運行特性。

圖4 VSC-HVDC的直流電壓Fig.4 DC voltage of VSC-HVDC system

圖5 VSC-HVDC輸出的有功和無功功率Fig.5 VSC-HVDC active and reactive power output

圖6 HVDC逆變側(cè)的直流電壓和直流電流Fig.6 DC voltage and DC current of HVDC inverter

圖7 HVDC輸出的有功功率Fig.7 HVDC active power output

圖8 HVDC整流側(cè)的觸發(fā)角Fig.8 HVDC rectifier firing angle

圖9 HVDC的逆變側(cè)關(guān)斷角Fig.9 HVDC inverter extinction angle

圖10 公共母線處的交流電壓Fig.10 Common bus AC voltage

圖11 負(fù)荷消耗的有功和無功功率Fig.11 Load active and reactive power

從仿真結(jié)果可以看到，HVDC在5.0s啟動后，整個雙饋入直流輸電系統(tǒng)在7.5s達(dá)到穩(wěn)定。在啟動時，VSC-HVDC的直流電壓有較大的沖擊，但是立即又回到額定值附近，如圖 4所示。圖 5表示了VSC-HVDC在啟動前后的功率變化：HVDC啟動前，VSC-HVDC發(fā)出 240.2MW 的有功功率，當(dāng)HVDC啟動后VSC-HVDC輸出大約31MW的有功功率，VSC-HVDC少發(fā)的有功功率由 HVDC啟動后輸出的有功功率補償了；而對于 VSC-HVDC的無功功率，在HVDC啟動時有較大的波動，但經(jīng)過約 2.5s后又基本恢復(fù)到之前的值。從圖 6可知，HVDC啟動后，逆變側(cè)直流電壓和直流電流分別達(dá)到了 0.98(pu)和 0.22(pu)。圖 7為 HVDC成功啟動后所發(fā)出的有功功率，穩(wěn)定后大約為209MW。從圖8和圖9可知，當(dāng)HVDC啟動時，其整流側(cè)的觸發(fā)角延遲從最小值5°開始上升，最終穩(wěn)定在32.3°；而逆變側(cè)在HVDC啟動時沒有發(fā)生換相失敗，關(guān)斷角最終穩(wěn)定在27.7°。需要注意的是，整流側(cè)的觸發(fā)延遲角和逆變側(cè)的關(guān)斷角的穩(wěn)定值同實際工程相比有較大的區(qū)別，這是因為這兩個值只是當(dāng)HVDC啟動成功后輸出功率比較小時的暫時值，當(dāng)受端系統(tǒng)恢復(fù)后，二者均可以恢復(fù)到正常運行條件下的運行值。圖10為HVDC啟動時公共母線處的交流電壓，在動態(tài)過程中母線電壓的超調(diào)量為 7%。從圖 11可以看出，在HVDC啟動時，負(fù)荷消耗的有功和無功功率都有一定的波動，但最終雙饋入直流輸電系統(tǒng)可以保證為無源網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷提供所需要的功率。

從仿真結(jié)果可以證實：當(dāng)受端是無源網(wǎng)絡(luò)時，利用VSC-HVDC啟動HVDC是可行的；同時也證明本文中的雙饋入直流輸電系統(tǒng)可以為無源網(wǎng)絡(luò)供電。

6.2 Double-Infeed HVDC的故障特性分析

為了分析 Double-Infeed HVDC系統(tǒng)的故障特性，在HVDC逆變側(cè)進(jìn)行了三相短路故障仿真實驗。故障發(fā)生時刻為10.0s，持續(xù)時間為5個周波。仿真結(jié)果如圖4～圖11所示，其中10s后的結(jié)果為發(fā)生故障后的系統(tǒng)運行特性圖。

由圖4～圖11可得，當(dāng)發(fā)生故障時，由于受端交流母線電壓的大幅跌落，逆變側(cè)關(guān)斷角降到0且發(fā)生了一次換相失敗，而整流側(cè)的觸發(fā)角的最大值也上升到了83°，HVDC的直流電壓跌落到0.1(pu)且直流電流上升，最終HVDC發(fā)生的有功功率相應(yīng)大幅減少，其輸出的有功功率最低只有10.6MW。

由于HVDC輸出的有功功率減小，為了滿足有功平衡，VSC-HVDC發(fā)出的有功功率迅速增加，同時導(dǎo)致直流電壓有所下降；而母線處的無功補償裝置由于交流電壓的下降使得所提供的無功功率大幅下降，為了維持交流母線電壓和滿足無功功率平衡，VSC-HVDC輸出的無功功率大幅增加。由于受端系統(tǒng)是無源系統(tǒng)，負(fù)荷對于交流電壓的波動非常敏感，使得在暫態(tài)過程中負(fù)荷所消耗的有功和無功功率都有很大的降低，有功功率的消耗最低降到43MW。但是，當(dāng)故障消失后，通過Double-Infeed HVDC的控制系統(tǒng)作用，HVDC子系統(tǒng)的直流電壓和直流電流恢復(fù)到了故障前的大小，穩(wěn)態(tài)時其發(fā)出的有功功率也恢復(fù)到209MW；由于VSC-HVDC逆變側(cè)采用了定交流電壓的控制方式，不僅減小了HVDC逆變側(cè)換相失敗的次數(shù)，而且使公共母線的電壓也最終恢復(fù)到額定值，VSC-HVDC的直流電壓、有功功率和無功功率也恢復(fù)到了故障前的狀態(tài)；最終，HVDC和 VSC-HVDC的共同作用也使得負(fù)荷所需要的有功和無功功率得到滿足。

7 結(jié)論

本文提出了由HVDC和VSC-HVDC組成的新型 Double-Infeed HVDC系統(tǒng)向無源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供電能的模型，并在此基礎(chǔ)上闡述了利用VSC-HVDC啟動HVDC的原理，設(shè)計了相應(yīng)的控制系統(tǒng)。為了研究該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能，在PSCAD/EMTDC環(huán)境下分別對VSC-HVDC啟動HVDC的動態(tài)性能和HVDC逆變側(cè)發(fā)生三相短路故障時Double-Infeed HVDC系統(tǒng)的動態(tài)恢復(fù)特性進(jìn)行了仿真研究。從仿真結(jié)果中可以得到如下結(jié)論：

（1）當(dāng)受端是無源網(wǎng)絡(luò)時，利用 VSC-HVDC可以實現(xiàn)HVDC的啟動。

（2）文中針對Double-Infeed HVDC所設(shè)計的控制系統(tǒng)是正確的，而且是有效的。

（3）文中對于VSC-HVDC與HVDC之間相互作用的機理分析是正確的。

（4）利用固定電容補償來增加VSC-HVDC調(diào)節(jié)能力的方法是可行的。

（5）利用 Double-Infeed HVDC可以克服HVDC的不足，改善HVDC運行的可靠性，實現(xiàn)對無源網(wǎng)絡(luò)的供電。

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