多端柔性直流輸電的發(fā)展現(xiàn)狀及研究展望

吳 博，李慧敏，別 睿，邱慧敏，秦立斌，錢 峰

（1.武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖北武漢 430072；2.廣東省電力調(diào)度中心，廣東廣州 510000）

多端柔性直流輸電的發(fā)展現(xiàn)狀及研究展望

吳 博1，李慧敏1，別 睿1，邱慧敏1，秦立斌1，錢 峰2

（1.武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖北武漢 430072；2.廣東省電力調(diào)度中心，廣東廣州 510000）

隨著能源戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整和完善，多端柔性直流輸電逐漸成為解決新能源并網(wǎng)的重要技術(shù)手段。文中針對多端柔性直流輸電技術(shù)及其國內(nèi)外工程實例進(jìn)行了詳細(xì)介紹。結(jié)合可再生能源并網(wǎng)以及海島供電等需求，對VSC-MTDC在風(fēng)光電等新能源接入、孤立海島和鉆井平臺的供電、大電網(wǎng)的非同步聯(lián)網(wǎng)以及大型城市供配電等領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。并從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制保護(hù)策略、數(shù)學(xué)模型與仿真分析、運(yùn)行特性等理論方面分析了VSCMTDC的研究現(xiàn)狀，提出了各方面進(jìn)一步研究的建議。

多端柔性直流輸電；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；控制策略；仿真建模；運(yùn)行特性

0　引 言

隨著電力電子器件和控制技術(shù)的發(fā)展，采用IGBT等全控型電力電子器件的柔性直流輸電技術(shù)受到越來越多的關(guān)注，柔性直流輸電（HVDC basedon voltage source converter，VSC-HVDC）是其中典型的代表。與傳統(tǒng)的換相高壓直流輸電（linecommutated convener high voltage DC，LCCHVDC）相比，VSC-HVDC是一種先進(jìn)的輸配電解決方案，既可以實現(xiàn)有功功率和無功功率的獨(dú)立、快速控制，又能向無源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電。在潮流反轉(zhuǎn)時，直流電流方向反轉(zhuǎn)而直流電壓極性保持不變，容易構(gòu)成多端柔性直流輸電（VSC-MTDC，multiterminal HVDC based on voltage source converter）系統(tǒng)。由于柔性直流輸電系統(tǒng)具有良好的特性，此技術(shù)可廣泛用于交流電網(wǎng)同步和非同步互聯(lián)、風(fēng)電等清潔能源的接入、向孤立無源負(fù)荷供電（如海島以及海上鉆井平臺）、電力交易、構(gòu)筑大都市直流配電網(wǎng)以及改善電能質(zhì)量等場合，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1　VSC-MTDC概述及工程實例

1.1VSC-MTDC概述

多端直流輸電（MTDC）工程是指由3個或者3個以上的換流站及其直流輸電線路組成的高壓直流輸電系統(tǒng)。MTDC受到了電力行業(yè)極大的重視。按照其使用換流器技術(shù)來分，它可以分為以下3大類型：①傳統(tǒng)的基于晶閘管相控?fù)Q流技術(shù)的傳統(tǒng)多端直流輸電（LCC-MTDC）；②基于電壓源型換流技術(shù)的多端柔性直流輸電系統(tǒng)（VSC-MTDC）；③既有電壓源型換流器又有晶閘管相控?fù)Q流器的混合型多端直流輸電系統(tǒng)。由于LCC換流器技術(shù)相對成熟，目前大多數(shù)運(yùn)行的多端直流輸電系統(tǒng)屬于LCC-MTDC，如意大利—科西嘉—撒丁島的三端直流輸電工程和魁北克—新英格蘭的五端直流輸電工程［1］?；旌闲投喽酥绷鬏旊娤到y(tǒng)鮮有存在，目前已知的有美國的GBX工程，該工程兩端為LCC換流站而中間落點(diǎn)為VSC換流站［2］。

多端柔性直流輸電系統(tǒng)（VSC-MTDC）是指在同一直流網(wǎng)架下，含有兩個以上VSC換流站的柔性直流輸電系統(tǒng)，其最為顯著的特點(diǎn)為能夠?qū)崿F(xiàn)多電源供電以及多落點(diǎn)受電［3］。VSC-MTDC是采用電壓源型換流器的直流輸電技術(shù)，該技術(shù)以可關(guān)斷器件和脈沖寬度調(diào)制技術(shù)為基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的多端直流輸電相比，VSC-MTDC具有電壓源型換流器的技術(shù)優(yōu)勢，可以在較大范圍內(nèi)對系統(tǒng)的有功和無功功率分別進(jìn)行獨(dú)立控制，快速對交直流電壓和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此更加靈活可靠。VSC-MTDC示意圖如圖1所示。

圖1　VSC-MTDC示意圖

1.2工程實例

全球投運(yùn)的柔性直流輸電工程大多為點(diǎn)對點(diǎn)的兩端系統(tǒng)，鮮有多端柔性直流輸電工程投入商業(yè)運(yùn)行。兩端直流輸電系統(tǒng)無法實現(xiàn)對多個電源點(diǎn)的接入或者多個負(fù)荷點(diǎn)的同時供電，多端系統(tǒng)可以將多個海上風(fēng)電場、孤立海島等與負(fù)荷中心連接起來，構(gòu)成直流網(wǎng)絡(luò)。為滿足可再生能源并網(wǎng)以及海島供電等需求，全世界很多國家已有VSC-MTDC的建設(shè)。迄今為止，中國已有兩項多端直流工程，即南方電網(wǎng)公司南澳風(fēng)電場三端直流輸電工程和國家電網(wǎng)公司浙江舟山五端柔性直流輸電工程。南澳多端柔性直流輸電工程，采用模塊化多電平（MMC）技術(shù)，直流電壓等級為±160KV，傳輸容量200MW。南澳島上的青澳換流站與金牛換流站是送端換流站，而汕頭塑城換流站是受端換流站，如圖2所示。目前該工程已經(jīng)完成三端投產(chǎn)［46］。

舟山五端直流輸電工程在定海、岱山、衢山、洋山、泗礁5座島嶼上分別建設(shè)一座VSC換流站，通過4條直流輸電線路構(gòu)成五端柔性直流輸電系統(tǒng)。該系統(tǒng)與各島嶼之間的交流系統(tǒng)互為備用，當(dāng)直流系統(tǒng)中任一端換流站退出運(yùn)行時，可通過交流線路保證島上供電可靠性［7］。該工程采用并聯(lián)放射型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖3所示。其中任一端換流站退出運(yùn)行時系統(tǒng)仍能不間斷安全運(yùn)行，具備任意一端換流站退出運(yùn)行時仍穩(wěn)定運(yùn)行的能力，可靠性較高［2］。目前該工程已完成海纜敷設(shè)施工，預(yù)計2014年底可以投入運(yùn)行。

圖2　南澳多端柔性直流輸電工程示意圖

圖3　舟山五端直流輸電工程示意圖

圖4　北美Tres Amigas超導(dǎo)體輸電項目

北美Tres Amigas超導(dǎo)體輸電項目計劃在新墨西哥州的Clovis地區(qū)建設(shè)一座超級電力中轉(zhuǎn)站，是目前在建最大的三端柔性直流輸電工程，用來連接美國東部互聯(lián)電網(wǎng)、西部互聯(lián)電網(wǎng)和德克薩斯電網(wǎng)3個大電網(wǎng)，如圖4所示。在此之前，三大電網(wǎng)雖有直流聯(lián)絡(luò)線，但正常運(yùn)行下相互交換功率幾乎為零，建成后可以實現(xiàn)這三大電網(wǎng)真正意義上的系統(tǒng)互聯(lián)。除此之外，工程選址周圍有很多新能源，因此將對新能源的充分利用和3個互聯(lián)系統(tǒng)之間的合理調(diào)配發(fā)揮重要作用。該工程設(shè)計的最大輸電容量為5GW，直流電壓等級為345KV，換流站擬采用電壓源轉(zhuǎn)換技術(shù)，預(yù)計2016年投入運(yùn)行［89］。

除此之外，還有瑞典—挪威的South-West Scheme三端柔性直流輸電工程。該工程柔性直流計劃的輸電總量為1 440MW，但是為保證運(yùn)行可靠，該工程采用兩條獨(dú)立的線路，每條傳輸容量為720MW，直流電壓等級為±300KV，每條高壓直流線路配置一個對稱的單級［10］。計劃建設(shè)的多端柔性直流輸電工程如表1所示［2］。

表1　全球已（擬）建設(shè)的VSC-MTDC輸電工程

2　VSC-MTDC的應(yīng)用前景

多端柔性直流輸電繼承了兩端柔性直流輸電相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，即占地面積小、無功消耗少、諧波含量低、無換相失敗問題以及無功和有功解耦控制方便等，因此應(yīng)用前景光明。靈活可控的多端柔性直流輸電為新能源并網(wǎng)技術(shù)和重要負(fù)荷供電等眾多有待解決的問題提供了新的思路［11］。具體表現(xiàn)在以下幾個方面［1215］：

2.1風(fēng)電、光電等新能源并網(wǎng)

太陽能和風(fēng)能都是間歇性能源，且一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，在長距離大容量電力輸送方面，相比于交流輸電直流輸電更具有經(jīng)濟(jì)性，因此多端柔性直流輸電是必不可少甚至是唯一解決此類問題的技術(shù)手段。另外柔性直流輸電既能提高風(fēng)電機(jī)組抵御電網(wǎng)故障擾動的能力，減少風(fēng)電機(jī)組的停運(yùn)率；又能提高風(fēng)電機(jī)組對風(fēng)速的適應(yīng)能力，能夠在更大風(fēng)速范圍內(nèi)保持發(fā)電運(yùn)行，南澳多端柔性直流輸電提高了海上風(fēng)電利用率5%～10%［6］。隨著越來越多的多端柔性直流輸電工程的成功運(yùn)行，VSC-MTDC將成為地區(qū)電網(wǎng)消納新能源的重要技術(shù)手段。

2.2孤立海島以及鉆井平臺的供電

海島供電是多年來影響海島經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的主要問題之一。長久以來，一些有常住人口的海島由于遠(yuǎn)離大陸，海島上的小型供電系統(tǒng)無法與大陸大電網(wǎng)并網(wǎng)，海島居民無法享用大電網(wǎng)的低價電源。另外海島及海上鉆井平臺負(fù)荷較小，波動較大，燃料及資源利用不合理，因此海島電價過高，電力供應(yīng)可靠性較低，而VSCMTDC可以解決這些問題，讓海島居民享受低價電。

2.3大電網(wǎng)的非同步聯(lián)網(wǎng)

不同頻率的電網(wǎng)限制了兩個區(qū)域之間的電力交易，VSC-MTDC通過換流技術(shù)將不同頻率的交流電都轉(zhuǎn)化為直流，可以作為系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線，用于實現(xiàn)不同步或不同頻率的兩個交流系統(tǒng)的互聯(lián)；此外由于VSC-MTDC能對自身電流進(jìn)行快速控制，因此可用來限制互聯(lián)系統(tǒng)的短路容量。雖然目前VSC-MTDC在容量上還有一定的限制，但是隨著其技術(shù)的發(fā)展，未來跨國以及跨區(qū)域間不同頻率電網(wǎng)互聯(lián)會變得越來越普遍。

2.4大型城市供配電

由于特大城市對環(huán)境和占地極為關(guān)注，電廠從市中心轉(zhuǎn)移和從外地輸入大量電力的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。VSC-MTDC應(yīng)用于城市中心供電的優(yōu)越性在于：可以快速控制有功功率和無功功率，解決電壓閃變問題，改善供電的電能質(zhì)量，防止敏感設(shè)備因電能質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟(jì)損失；多端柔性直流輸電可采用地埋式直流電纜，不會影響市容；又由于VSC-MTDC一般采用雙極電纜布置，電纜磁場幾乎降到零，對電磁環(huán)境的影響較小，因此可滿足城市中心負(fù)荷的需求和環(huán)保節(jié)能的要求。VSC-MTDC的各種應(yīng)用如圖5所示。

3　多端柔性直流輸電研究展望

盡管VSC-MTDC具有廣闊的應(yīng)用前景，但目前工作主要側(cè)重于多端柔性直流輸電的控制保護(hù)策略的研究和校核，在其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計方法、多個換流站之間的協(xié)調(diào)控制與最優(yōu)控制、VSC-MTDC的電磁暫態(tài)仿真和機(jī)電暫態(tài)仿真以及特殊條件下的換流器控制策略等方面還有很多問題有待解決。

圖5　VSC-MTDC的各種應(yīng)用

3.1VSC-MTDC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計

與傳統(tǒng)的多端直流輸電系統(tǒng)類似，VSC-MTDC也可以采用串聯(lián)和并聯(lián)等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。并聯(lián)式結(jié)構(gòu)中，所有換流站直流電壓相同；而串聯(lián)式結(jié)構(gòu)中，各個換流站的直流電流相同。表2從有功損耗、調(diào)節(jié)范圍、故障恢復(fù)能力、系統(tǒng)絕緣配合、擴(kuò)建靈活性、經(jīng)濟(jì)性等各方面，綜合對比了并聯(lián)型和串聯(lián)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)［1］。

表2　并聯(lián)式與串聯(lián)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對比

目前學(xué)術(shù)界對VSC-MTDC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計鮮有涉及，但是VCS-MTDC系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接關(guān)系到控制策略的可靠性和實用性。文獻(xiàn)［16］針對大型風(fēng)電場并網(wǎng)的多端柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問題進(jìn)行了詳細(xì)的討論，綜合經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性兩方面的分析，對比了星型、環(huán)型以及星環(huán)結(jié)合等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，認(rèn)為大型風(fēng)電基地選擇星型中心環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最具有可行性，見表3。文獻(xiàn)［17］指出在評價拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時必須要考慮穩(wěn)態(tài)損耗和故障電流兩個方面的影響。文獻(xiàn)［18］綜合分析了并聯(lián)型和串聯(lián)型多端直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，認(rèn)為并聯(lián)型多端直流輸電結(jié)構(gòu)更具有優(yōu)勢。總之，在進(jìn)行多端柔性直流輸電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要結(jié)合大電網(wǎng)的實際情況，分析不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下多端直流輸電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性，得出最合適的換流站布局和接線方式。

表3　各種多端直流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較

3.2VSC-MTDC的控制保護(hù)策略

相比于兩端直流輸電系統(tǒng)，多端柔性直流輸電需要考慮多個換流站控制系統(tǒng)間的配合問題，因此控制系統(tǒng)更加復(fù)雜。VSC-MTDC控制保護(hù)可分為系統(tǒng)級控制、換流站級控制和換流閥級控制3大類。系統(tǒng)級控制策略主要從調(diào)度要求與直流系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行角度，確定多端系統(tǒng)的整體控制策略與各換流站的控制目標(biāo)［19］。與兩端柔性直流輸電控制不同，VSC-MTDC需要協(xié)調(diào)配合并集中控制多個換流站，因此其相應(yīng)的系統(tǒng)級控制也要復(fù)雜得多。

多端柔性直流輸電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵是對直流側(cè)電壓的控制。目前比較常見的系統(tǒng)級控制策略主要有單點(diǎn)直流電壓協(xié)調(diào)控制策略，多點(diǎn)直流電壓協(xié)調(diào)控制策略，直流電壓斜率控制策略［20］等。VSC-MTDC協(xié)調(diào)控制策略的大致類型如圖6所示［2023］。

圖6　VSC-MTDC協(xié)調(diào)控制策略

單點(diǎn)直流電壓控制是早期研究主要采用的方法，這種控制模式中只有一個換流站負(fù)責(zé)直流線路電壓的控制，而其余站負(fù)責(zé)各自電流和功率的調(diào)節(jié)以維持整個系統(tǒng)功率平衡［21］。如果負(fù)責(zé)直流電壓控制的換流站發(fā)生直流側(cè)故障時，整個多端系統(tǒng)會失去調(diào)節(jié)電壓的能力。但對于并聯(lián)型VSCMTDC，必須要能實現(xiàn)直流電壓的控制。多點(diǎn)直流電壓控制法可以解決這個問題，按照換流站是否需要通信，多點(diǎn)直流電壓控制又可分為主從式控制和直流電壓偏差控制。但是主從式控制策略需要具備上層控制模塊和高速通信條件，系統(tǒng)可靠性不高，而直流電壓偏差控制是一種無站間通信的控制策略，文獻(xiàn)［22］指出該方法提高了系統(tǒng)擾動情況下的功率調(diào)節(jié)能力，在VSC-MTDC協(xié)調(diào)控制中非常有效。直流電壓斜率控制策略是一種新穎的控制方法。文獻(xiàn)［24］對比了幾種直流電壓控制方法，如表4所示，指出把直流電壓斜率控制和偏差控制結(jié)合會更加可靠。而文獻(xiàn)［20］提出的直流電壓偏差斜率控制器具有較好的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性以及暫態(tài)運(yùn)行特性，偏差特性控制和斜率特性控制的優(yōu)點(diǎn)均有所體現(xiàn)，恰好證明了這點(diǎn)。

表4　不同直流電壓控制方法比較

圖6中所列是目前較為基本的方法，不排除其他協(xié)調(diào)控制方法。文獻(xiàn)［25］提出一種將裕度控制和斜率控制相結(jié)合的控制策略，實現(xiàn)了VSCMTDC系統(tǒng)的多級直流電壓控制。文獻(xiàn)［26］對直流斜率控制進(jìn)行改進(jìn)，通過引入一個公共直流參考電壓，保證了VSC-MTDC系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。文獻(xiàn)［27］基于直流電壓有功功率調(diào)節(jié)特性提出了一種新的VSC-MTDC系統(tǒng)控制策略，當(dāng)有換流站發(fā)生故障時，其他換流站完成功率的重新分配，自動實現(xiàn)功率的平衡；同時避免了單個換流站過載的情況，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而文獻(xiàn)［28］基于多代理技術(shù)設(shè)計了一種VSCMTDC控制系統(tǒng)，借助多智能體優(yōu)秀的分布并行處理能力，實現(xiàn)了VSC-MTDC系統(tǒng)達(dá)到快速、準(zhǔn)確控制的目的。

關(guān)于控制保護(hù)策略方面，盡管諸多學(xué)者已投入了大量的研究工作，由于VSC-MTDC受到自身以及外部相連的交流系統(tǒng)故障的干擾，加之多個換流站接入后，系統(tǒng)的運(yùn)行方式的組合變得多樣化，即保持功率平衡的方式組合是多樣化的，因此如何保證多端之間在正常運(yùn)行時的功率平衡與直流電壓穩(wěn)定，在故障擾動情況下各端的快速調(diào)整、模式切換與重新平衡仍是一大難題。

此外，在交流不對稱故障、孤島送電等特殊條件下，需要制定相應(yīng)的換流器控制策略，該控制策略更為復(fù)雜，而且需要考慮與常規(guī)運(yùn)行狀況下的控制策略的配合，因此這方面也需要有深入的研究。

3.3VSC-MTDC數(shù)學(xué)模型與仿真技術(shù)

3.3.1數(shù)學(xué)模型

VSC-MTDC的數(shù)學(xué)模型是對其進(jìn)行仿真分析的基礎(chǔ)，近年來很多學(xué)者在這方面做了大量的研究。一個完整的VSC-MTDC的數(shù)學(xué)模型應(yīng)包括換流器及其控制器模型、直流電路方程和交直流耦合方程。文獻(xiàn)［29 30］中提出了多端VSCHVDC潮流計算模型。對M和δ不同組合列出4種運(yùn)行控制方案，對每種方案給出了交直流潮流交替求解接口方程，提高了算法靈活性。但它忽略了VSC-MTDC內(nèi)部元件動態(tài)特性，影響了模型精度，不能用于換流器詳細(xì)動態(tài)特征分析。文獻(xiàn)［31］在推導(dǎo)VSC-MTDC換流器及其控制器數(shù)學(xué)模型、直流電路方程以及交直流耦合方程的基礎(chǔ)上，提出了VSC-MTDC的一般動態(tài)模型，并在Matlab上驗證了模型適用于任何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的VSCMTDC。文獻(xiàn)［32］提出了VSC-MTDC的一般穩(wěn)態(tài)模型，推導(dǎo)了相應(yīng)的潮流方程。模型可以模擬多端直流與交流混連情形，也是通用的，可以適合不同換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電網(wǎng)。

3.3.2仿真技術(shù)

對于多端柔性直流而言，國內(nèi)外目前已有電磁暫態(tài)、機(jī)電暫態(tài)仿真方面的研究成果［3334］，但電磁暫態(tài)分析無法考慮柔性直流系統(tǒng)與大電網(wǎng)的交互影響，而機(jī)電暫態(tài)仿真分析又無法完全顧及多端柔性直流系統(tǒng)的快速動態(tài)特性。

建立準(zhǔn)確可靠的多端柔性直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型和機(jī)電暫態(tài)模型是仿真研究多端柔性直流的基本要求。國內(nèi)外對多端柔性直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)建模和仿真理論已有較為深入的研究，在PSCAD/ EMTDC、MATLAB等仿真平臺上建立相應(yīng)的模型。受仿真規(guī)模和算法的限制，電磁暫態(tài)仿真工具并不能很好地應(yīng)用于大電網(wǎng)研究。目前主流的電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真軟件，如PSS/E、BPA、PSASP等，均已具備了詳細(xì)仿真電力系統(tǒng)運(yùn)行特性的可能性，面臨的主要問題是缺少仿真對象恰當(dāng)?shù)哪Ｐ秃蛥?shù)。特別是針對多端柔性直流輸電系統(tǒng)，尚缺乏合適、準(zhǔn)確的仿真計算模型，迫切需要建立合適的仿真計算模型，從而為電力系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行提供計算工具。

3.4多端柔性直流運(yùn)行特性分析

多端柔性直流輸電系統(tǒng)對系統(tǒng)的運(yùn)行特性影響，包括VSC-MTDC動態(tài)特性、VSC-MTDC對交流系統(tǒng)影響、交流對VSC-MTDC影響、VSCMTDC運(yùn)行可靠性評估等。通過深入的仿真分析，探索VSC-MTDC運(yùn)行控制規(guī)律。多端柔性直流不同于常規(guī)直流，受多站間的相互影響，其動態(tài)特性具有其獨(dú)特性。從最基礎(chǔ)的電氣外特性著手，由淺入深，逐步開展VSC-MTDC動態(tài)特性的分析，是解決該問題的一個思路。此外，由于已有VSC-MTDC工程投入運(yùn)行，可以參考VSC-MTDC工程的實際運(yùn)行經(jīng)驗，歸納、整理VSC-MTDC的動態(tài)特性，并揭示其與交流電網(wǎng)的交互影響。

4　結(jié)束語

在實際工程經(jīng)驗較少的前提下，VSC-MTDC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析、VSC-MTDC的控制保護(hù)策略、多端直流系統(tǒng)與所連接的交流系統(tǒng)之間的最佳協(xié)調(diào)控制、多端直流系統(tǒng)無功功率與有功功率的聯(lián)合控制等問題是多端柔性直流輸電技術(shù)大量普及之前要解決的關(guān)鍵性問題。

建立多端柔性直流輸電系統(tǒng)的仿真計算模型，是深入研究和分析多端柔性直流輸電系統(tǒng)的工作機(jī)理、特性、以及提高系統(tǒng)控制性能的基礎(chǔ)和必要手段。多端柔性直流輸電仿真計算理論和模型的深入研究，將為多端柔性直流輸電仿真工具的完善提供完備的理論基礎(chǔ)和詳細(xì)的方法指導(dǎo)。實現(xiàn)不同詳細(xì)程度、適用于各種分析和應(yīng)用目的的仿真計算功能，將會對多端柔性直流輸電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展提供極大的促進(jìn)作用。

目前，多端柔性直流輸電系統(tǒng)的研究大多是以簡化系統(tǒng)為研究對象，使用電磁暫態(tài)仿真工具研究較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和控制策略。但對多端直流輸電并網(wǎng)后交直流一體化混聯(lián)電網(wǎng)的運(yùn)行方式、大電網(wǎng)背景下的多端柔性直流特性和交直流電網(wǎng)相互影響等問題鮮有深入、系統(tǒng)地研究。

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（責(zé)任編輯:林海文）

Current Development and Research Prospect of VSC-MTDC

WU Bo1，LI Huimin1，BIE Rui1，QIU Huimin1，QIN Libin1，QIAN Eeng2
（1.School of Electrical Engineering，Wuhan University，Wuhan 430072，China；2.Electric Power Dispatching Control Center，Guangdong Power Grid，Guangzhou 510000，China）

With the development and improvement of energy strategies，VSC-MTDC has become an important technology to address issues in renewable power integration.In this paper，VSC-MTDC technology and corresponding application cases are presented in details.Based on analysis of demands in renewable power integration and island power supply，the application prospects of VSC-MTDC，such as renewable power integration，power supply of island and drilling platform，nonsynchronous connecting of bulk grid，and power supply and distribution of large city，are provided.The research progress of VSC-MTDC is analysized in terms of topology，control strategy，mathematic model and simulation analysis as well as operation characteristic，and proposals are further proposed respectively.

VSC-MTDC；topology；control strategy；modeling and simulation；operation characteristic

1007-2322（2015）02-0009-07

A

TM721.1

2014-05-13

吳 博（1989—），男，碩士研究生，研究方向為電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，E-mail：entral168@126.com；

錢 峰（1979—），男，博士，高級工程師，研究方向為電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制等，E-mail：oKmijn186@126.com。