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适用于多端柔性直流输电系统的新型直流电

压控制策略

一、概述

随着电力电子技术的飞速发展，多端柔性直流输电系统（MTDC）

在电网中的应用日益广泛。MTDC系统以其灵活的运行方式、快速的

功率响应以及优良的电能质量，成为解决分布式能源接入、区域电网

互联、孤岛供电等问题的有效手段。随着系统规模的扩大和结构的复

杂化，MTDC系统的直流电压控制问题逐渐凸显，成为制约其进一步

发展的关键因素。

直流电压控制是MTDC系统稳定运行的核心，它直接影响着系统

的功率平衡、电能质量以及故障处理能力。传统的直流电压控制策略

往往基于单点控制或主从控制，这种控制方式在简单系统中表现良好，

但在复杂多变的MTDC系统中，其局限性逐渐显现。研究适用于多端

柔性直流输电系统的新型直流电压控制策略，对于提高系统运行的稳

定性、优化电能质量以及增强故障处理能力具有重要意义。

本文提出了一种适用于多端柔性直流输电系统的新型直流电压

控制策略。该策略基于分布式协同控制思想，通过引入电压下垂控制

和功率分配策略，实现了各换流站之间的协同工作，有效平衡了系统

功率，维持了直流电压的稳定。同时，该策略还考虑了系统的故障处

理能力，通过快速响应和自适应调整，提高了系统在故障情况下的稳

定性。

本文首先对多端柔性直流输电系统的基本原理和运行特性进行

了简要介绍，然后详细阐述了新型直流电压控制策略的设计思路和实

现方法。通过仿真实验验证了该策略的有效性，并与其他控制策略进

行了对比分析。研究结果表明，该新型直流电压控制策略能够有效提

高多端柔性直流输电系统的运行稳定性和电能质量，为未来的电网发

展提供了新的思路和方法。

1.多端柔性直流输电系统概述

多端柔性直流输电系统（VSCMTDC）作为现代电力系统中一项革

命性的技术，近年来在能源传输领域的应用日益广泛。该系统基于电

压源换流器（VSC）实现直流输电，通过脉宽调制（PWM）控制技术，

实现直流电压的调制与控制，进而控制输出的电压和电流。与传统的

两端直流输电系统相比，多端柔性直流输电系统具有更高的灵活性和

适应性，能够应对更为复杂的电网运行环境和多变的运行条件。

在VSCMTDC系统中，多个电压源换流器相互连接，形成多端口的

直流输电网络。这种网络结构使得系统能够实现多点供电和多点受电，

从而提高了电网的供电可靠性和经济性。同时，由于VSC具有自关断

能力，使得多端柔性直流输电系统能够实现更为精确和快速的功率控

制，提高了电网的稳定性和运行效率。

随着电网规模的扩大和可再生能源的大规模接入，多端柔性直流

输电系统面临着越来越复杂的运行环境和挑战。如何确保系统的稳定

运行和高效输电，成为当前研究的热点问题。直流电压控制策略作为

VSCMTDC系统的核心组成部分，对于维持系统电压稳定、优化系统运

行具有重要意义。

传统的直流电压控制策略大多基于单点控制或简单的集中控制，

难以满足VSCMTDC系统对多端协同控制的需求。开发一种适用于多端

柔性直流输电系统的新型直流电压控制策略，具有重要的理论和工程

价值。这种新型控制策略需要能够充分考虑VSCMTDC系统的多端特性

和运行环境的复杂性，通过优化电压分配和协调控制，实现系统电压

的稳定和高效输电。

多端柔性直流输电系统以其独特的优势在现代电力系统中发挥

着越来越重要的作用。随着电网的发展和可再生能源的普及，对系统

的稳定性和运行效率提出了更高的要求。研究适用于多端柔性直流输

电系统的新型直流电压控制策略，对于推动电网技术的进步和发展具

有重要意义。

2.直流电压控制的重要性与挑战

在多端柔性直流输电系统中，直流电压控制的重要性不言而喻。

直流电压的稳定是确保系统正常运行、电能质量可靠以及设备安全的

基础。有效的直流电压控制策略能够平衡系统功率，抑制直流电压波

动，提高系统的鲁棒性和稳定性。特别是在多端系统中，由于涉及到

多个换流站和复杂的网络结构，直流电压控制的难度和挑战也随之增

加。

多端柔性直流输电系统在直流电压控制方面面临着诸多挑战。系

统的拓扑结构复杂多变，不同换流站之间的耦合关系紧密，导致直流

电压控制策略的设计需要综合考虑多个因素，如功率平衡、潮流控制、

故障穿越等。系统的运行方式灵活多样，如孤岛运行、并联运行等，

不同的运行方式对直流电压控制的要求也各不相同，这增加了控制策

略设计的复杂性。系