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轻型直流输电(VSC-HVDC)采用电压源型换流器(VSC)作为换流器件,克服了传统直流输电的缺点,不依赖交流系统的短路电流换相,可实现对无源网络供电,具有控制更加灵活、能够独立和快速控制VSC-HVDC与交流系统交换的有功功率和无功功率等诸多优点,将来必能广泛应用于实际工程中。与VSC-HVDC所联的交流系统及其本身的换流装置经常会发生故障,各类故障会严重影响VSC-HVDC系统的正常运行,有些故障甚至会导致交流系统设备或换流器件的损坏,因此对其故障特性进行研究是非常必要的。
本文基于PSCAD/EMTDC建立的轻型直流输电仿真模型,对VSC-HVDC的暂态特性进行了仿真研究;建立了VSC-HVDC的稳态数学模型,根据VSC-HVDC各控制量与被控制量之间的关系,提出了一种基于PID原理的VSC-HVDC的控制策略,利用PSCAD/EMTDC仿真软件对该控制策略进行了仿真分析,结果表明所设计的控制器对于整定值的各种阶跃变化都有较快的响应速度和很好的稳定性;对VSC-HVDC系统在常见的各种故障下的运行特性进行了仿真研究,并对逆变侧交流系统不对称短路故障对VSC-HVDC的影响进行了详细分析,为以后进一步进行保护研究奠定基础。