3. VSC-HVDC主要设备： （1） 主要设备及其作用：

a) 电压源换流器：实现整流和逆变；

b) 直流电容：电压支撑、抑制直流电压波动降低直流谐波； c) 换流电感：Boost控制、影响输送能力、功率调节； d) 交流滤波器：滤除交流侧的谐波； e) 直流电缆：传输电能；

f) 测控与保护系统：测量、控制、保护； g) 开关设备：投切VSC-HVDC系统；

h) 冷却系统：冷却半导体、变压器、电抗器等。 （2） 换流器：

a) 两电平换流器（以PWM波形逼近正弦波）： 通过器件直接串 联满足耐压要求

图8- 1两电平换流器（采用IGBT直接串联阀实现）

i. ii.

优点：电路结构简单；所有阀容量相同；控制简单，易扩展。

缺点：器件直接串联，对于参数一致性要求高，静态均压和动态均压问题严峻，高

du。 dtb) NPC三电平换流器（以PWM波形逼近正弦波）：

图8- 2 NPC三电平换流器

i. ii.

优点：电平数提高有利于提高波形质量，降低损耗；

缺点：额外的器件（钳位二极管）增加了成本和设计复杂度，存在电容电压不平衡问题。

c) 模块化多电平（MMC）（以阶梯波逼近正弦波）：

图8- 3模块化多电平

i. ii.

优点：进一步改善波形质量，降低对滤波系统要求，甚至可以不要滤波器。 缺点：电容器电压平衡有难度。

d) 变压器组合式（并联型）：

多个变换器并联复合而成，采用曲折变压器并联接入交流系统，较低开关频率获得较好波形质量，可提升换流站容量。

e) 变压器组合式（串联型）：

多个变换器串联复合而成，可提升电压等级和换流站容量。 f) 变压器组合式（串并联型）：

多个变换器串并联复合而成，可提升电压等级和换流站容量，可以以“搭积木”形式实现所需的电压、电流等级。 4. VSC-HVDC构成形式： （1） 换流站接线方式：

图8- 4

（2） 两端VSC-HVDC输电系统：单极系统，双级系统。

注意：采用基本MCC换流器实现的VSC-HVDC直流侧没有集中布置的电容器，无法采用直流中点接地方式实现正负极性对称的直流线路。故一般有以下解决方法：阀交流侧经电抗器构造中性点接地或者阀侧变压器采用yn形式。 注意：目前已投运的柔直系统绝大多数由ABB公司设计制造，VSC-HVDC换流器采用基本VSC实现，本身不能单极运行，仅直流线路可以单极运行。（有文献称为“伪双极”）而由组合式VSC构成VSC-HVDC换流器时，可以实现真正的双 极系统。

（3） 多端VSC-HVDC输电系统：

图8- 5多端VSC-HVDC输电系统

5. VSC-HVDC系统稳态特性： （1） VSC变换器特性：

图8- 6 VSC交流侧稳态矢量关系1（假设I不变）

图8- 7 VSC交流侧稳态矢量关系2（假设I不变）