随着化石燃料的日益枯竭,发展可再生能源成为各国的共同选择,太阳能光伏发电作为可再生能源利用的一种正得到越来越广泛的应用。我国太阳辐射资源分布和负荷分布的不均衡决定了大规模并网光伏发电是我国光伏发电的重点发展方向之一。VSC-HVDC以其技术优势在光伏发电并网输送方面有良好的应用前景,本文对VSC-HVDC应用于光伏发电并网进行了研究,主要内容包括:　　 (1)针对光伏电站经VSC-HVDC并网中而临的直流电升压变换困难问题,提出了新型的光伏电站拓扑结构,即采用两级式结构,站内通过串联DC／DC变换器以提升直流电压的,后端VSC换流站主要完成逆变。　　 (2)分析了光伏阵列模型、DC／DC变换器模型及其控制系统,通过对比分析选择了适合大规模光伏发电的DC／DC变换器拓扑结构并设计了相应的控制策略,仿真表明DC／DC变换器可完成光伏阵列最大功率跟踪和直流升压变换。　　 (3)本文研究了VSC-HVDC的稳态数学模型和暂态数学模型,设计了用于大规模光伏发电并网的VSC-HVDC控制系统。仿真结果表明,设计的电流前馈解耦控制器实现了有功功率和无功功率的解耦控制,前端串联光伏发电单元支路和后端VSC换流站实现了协调运行,光伏电站输出功率的波动不会影响VSC换流站的稳定运行。　　 (4)研究了太阳辐射强度变化时光伏电站的运行特性,结果表明,在串联支路中各光伏发电单元辐射强度均匀变化和轻微不均匀变化时,各光伏发电单元均能保持最大功率输出状态；在串联支路中各光伏发电单元辐射强度出现严重不均匀变化时,辐射强度高的发电单元出现功率损失和设备过压问题。通过附加DC／DC限压环节和VSC换流站直流侧电压“斜率”控制环节,能有效限制辐射强度高的发电单元输出电压并提升其输出功率。　　 (5)分别研究了光伏电站通过交流线并网和VSC-HVDC并网时系统的电压稳定性,仿真结果表明,光伏电站通过VSC-HVDC并网可有效提高电网的静态电压稳定性和暂态电压稳定性；考虑光伏电站参与系统频率调节的需要,设计了带储能装置的光伏电站经VSC-HVDC并网方案,仿真分析表明配置储能装置后,在串联支路中各光伏发电单元辐射强度出现严重不均匀变化时光伏电站没有功率损失,且光伏电站可提高系统的频率稳定性。