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针对凹凸阀级联组成的特高压混合直流输电体系，南京南瑞继保电气有限公司的随顺科、常昊添、邹强、李钢、卢宇，在2023年第4期《电气技能》上撰文，提出一种适用于柔直换流器的直流电压操控办法。 在选取单个柔直换流器作为定直流电压操控办法的基础上，其他定功率操控换流器参加分级辅佐电压操控，稳态时精准操控直流功率，动态时针对不同电压动摇，分级投入电压辅佐操控，快速平抑直流过电压、欠电压和长时振动问题。在此基础上，级联结构中的多柔直换流器直流侧不经平波电抗而直接并联，为防止多换流器间振动，参加直流阻尼操控办法。最终使用实时数字仿真（RTDS）体系建立级联直流体系仿真模型，仿真效果验证了所提办法的正确性和有用性。
根据全控型电压源换流器（voltage source converter, VSC）的柔性直流输电体系跟着技能的开展及全控电力电子器件的不断老练，使VSC和根据电网换相换流器（line commutated converter, LCC）的惯例直流体系在特高压等级下的级联成为可能。在送端选用LCC双阀，受端选用VSC与LCC级联组成的特高压混合直流输电体系在我国大容量、远距离输电范畴具有很好的使用远景。
关于混合级联直流输电体系，直流电压的安稳决议了整个直流体系潮流的安稳。级联体系经过高阀LCC与低阀VSC级联组成，因为两种类型换流器的操控呼应时间尺度大不相同，使高、低阀直流电压安稳操控成为该体系的核心技能之一。
现在，针对多柔直换流器互联，最常用的直流电压操控办法首要包含两类：一类为依托换流站间高速通讯的主从式操控，另一类为无需通讯的裕度操控和下垂操控。主从式直流电压操控，首要依托换流站间的高速通讯，面临直流电压操控权的搬运接纳，可以准确处理直流电压站的挑选问题，可是对直流电压动摇的操控作用一般。裕度操控对操控参数挑选要求较高，易发生体系振动问题。
下垂操控现在广泛使用于多换流站互联的直流电压操控中，该办法不依托高速的站间通讯，体系可靠性高。可是，跟着拓扑结构的改变，下垂操控并不彻底适用，特别关于混合级联结构，高端LCC阀实践为电流源操控，低阀多模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）并联后，假如直流电压操控战略规划不当，直流电压骤变或许调理时间太长，极易发生体系失稳与振动。
别的，在选用MMC互联时，因换流器子模块电容电压的动摇，各换流器阀控投切的不同步、非一致性等原因，给多换流器间带来了直流电流振动问题。换流器直流侧不经平波电抗或许电抗较小的状况下，振动尤为显着，极点状况下，还可能与直流线路发生交互影响，导致直流体系失稳。有文献针对三MMC并联进行研讨，提出换流器间电流不平衡量功率补偿操控战略，但未提及换流器间直流电流振动及按捺。
本文针对特高压混合级联直流输电体系受端低阀多MMC并联，直流侧电压操控问题及直流电流振动按捺进行研讨，提出在换流器操控中参加分级辅佐电压操控，包含线性电压操控环节和自适应误差斜率操控环节，分级投入，电压动摇较小时，缩短调整时间，呈现极点过电压、欠电压状况时，快速有用平抑直流电压。在此基础上，提出直流阻尼操控办法，消除电流振动问题。最终，在实时数字仿真（real time digital simulation, RTDS）体系中，在体系稳态、阶跃、沟通毛病、换流器退出和阻尼投退等状况下别离对所提操控战略进行验证。
根据MMC组成的特高压混合级联直流输电体系拓扑结构如图1所示，站1送端高、低阀均选用LCC串联，站2受端选用高阀LCC与低阀MMC级联组成。其间，低阀由三个MMC不经平波电抗直接并联于低压直流母线，沟通侧经过分层接入的办法别离接入不同体系。本文以此结构为例进行研讨。
特高压混合级联直流输电体系在使用于大容量、远距离输电时，为防止在暂态过程中作为定直流电压站的LCC站难以盯梢VSC站的调理速度，导致体系直流电压和功率动摇加重，故选取受端作为定直流电压站，且定直流电压站的操控方针为坚持送端整流站的直流电压安稳。详细的操控特色如下：
1）极直流电压操控。在特高压混合直流输电体系中，选用分层操控，极直流电压操控设置在极控层中，完成对极直流电压指令的核算、获取，并下发至换流器阀组操控层。在核算电压指令时，首要使用站间通讯，获取送端端口电压，从而得到受端直流电压指令。在站间通讯中止的状况下，依托直流线路电阻参数、接线办法、直流电流等核算出线路压降，取得直流电压指令。
2）阀组直流电压操控。阀组操控层接纳极控层的直流电压指令，进行本阀组端口电压操控。高阀LCC阀组，选用闭环调理触发角的办法操控本阀组端口直流电压。低阀MMC阀组，因多换流器并联，正常操控时，选取一个MMC作为定直流电压操控办法，其他换流器为定有功功率操控，精准操控功率指令。为完成该类精准功率操控，MMC选用直接电流矢量操控战略，外环完成定直流电压或有功功率操控，内环完成换流器电流的操控。
MMC作为一种电压源型换流器，由子模块对称级联而成，端口直流电压是经过投切子模块、将每个子模块上的电容电压叠加而成。此结构特色使MMC对直流电压的操控惯性大、调理时间长、速度呼应受限。别的，受全控型电力电子器件电流容量影响，单换流器容量遭到极大限制，现在无法与LCC直接匹配，在应对直流电压动摇、需求功率大幅输出时，无法满意功率差额需求，导致端口直流电压动摇超越体系承受能力。
根据以上实践状况，在级联体系使用中，有必要找到一种既能精准操控功率，又能安稳快速平抑直流电压动摇的办法，来确保实践工程中直流电压安稳运转。为此，本文提出一种分级直流电压辅佐操控办法使用于有功功率操控办法的MMC。首要，榜首级选用线性份额环节，叠加至功率操控环。
本环节的意图是在直流电压小扰动时，既能线性滑润地将直流电压操控至方针值规模，又能在直流电压大扰动之后，按捺其长时间重复振动，加速康复速度。
上述榜首级线性辅佐操控环节，与直流电压操控换流器一起作用，但在呈现功率大幅缺额或许极点直流电压动摇时，即便将线性份额系数Kp设置得较大仍不能满意需求，且失去了榜首级线性辅佐操控环节存在的含义，因而参加第二级辅佐电压操控，处理大扰动下过电压、欠电压的快康复问题。
选用自适应斜率的直流电压误差斜率操控作为第二级辅佐操控环节，直流电压误差斜率操控特性如图3所示，使用直流电压误差操控战略的误差特性完成换流器在稳态时不影响有功功率调理，使用直流电压斜率操控特性加速换流器的动态呼应。
根据图3所示特性，在换流器功率指令值不变时，直流电压误差斜率操控特性坚持不变；在功率指令值调整后，主动调整直流电压误差斜率操控特性，确保因直流电压的扰动，有功功率能在最大规模内进行辅佐调整。
在MMC直流侧阻尼操控方面，本文首要针对级联状况下，低端多换流器并联于母线，换流器间构成直流电流的振动问题加以按捺。因为MMC的特有结构，经过各相子模块投切，输出电容电压的叠加组成直流电压，因而每个换流器直流侧电压不能体现为彻底一致的特性，这就导致换流器间呈现直流电流环流振动。根据以上直流振动的发生机理，以调整每个换流器输出直流电压为方针，参加直流阻尼操控环节如图4所示。
为了验证所提直流电压分级辅佐操控战略和阻尼振动按捺办法的有用性，以白鹤滩工程为例，在RTDS渠道建立如图1所示的特高压混合级联直流输电体系，送端整流站LCC选用定电流操控，受端逆变站高阀LCC选用定直流电压操控，VSC低阀MMC1选用定直流电压操控，MMC2和MMC3选用定有功功率操控，直流线MW，仿线 仿线 直流电压操控有用性验证
在送端满功率4000MW工况下，对直流电压进行5%阶跃实验，验证电压辅佐操控作用，直流电压阶跃仿线为参加分级辅佐电压操控后双阀端间电压、低端MMC直流电压，Udl2、Udc2为未参加分级辅佐电压操控时的双阀端间电压、低端MMC直流电压。
图6 直流电压阶跃仿线可知，MMC参加分级辅佐电压操控后，阶跃呼应时间、超调量显着缩小，可以很快进入稳态。别的，低端MMC直流电压动摇也会带来整个极层双阀直流电压的动摇，若不加以操控，当直流电压动摇加大时，不利于直流体系的安稳。
为进一步验证本文所提分级辅佐电压操控战略的功能，满功率工况下，在处于定直流电压操控办法的MMC1网侧进行沟通毛病实验，毛病时间100ms，三相金属性接地毛病，MMC沟通毛病仿线 MMC沟通毛病仿线可以看出，在MMC沟通毛病状况下，未参加分级电压操控战略时，直流极线%以上，直流电压相同动摇剧烈，且需求更长的时间才干安稳，而参加分级辅佐电压操控后，极线电流动摇很小，即极直流功率动摇较小，且直流电压可以敏捷安稳，所需时间缩短1s以上。
为验证对直流电流振动的阻尼按捺作用，在MMC操控器中参加所述直流阻尼操控环节，进行投退比照，MMC直流阻尼操控仿线 MMC直流阻尼操控仿线时间操控器投入直流阻尼操控，MMC2换流器直流电流谐波得到必定操控，仿线A，而换流器直流电压及功率未受影响。值得注意的是，RTDS环境中，因为换流阀等一次模型较为抱负，自身MMC间振动较小，但在实践工程使用中，因为换流阀等一次设备的差异性，直流电流毛刺乃至振动更为显着，参加该环节后，体系安稳性及按捺作用更具含义。
本文针对特高压混合级联直流输电体系的柔直换流器直流侧操控问题，提出了一种分级辅佐电压操控战略，以及应对多换流器直流侧并联的直流阻尼操控办法。根据RTDS体系进行战略研讨，得出以下定论：
本作业效果宣布在2023年第4期《电气技能》，论文标题为“适用于混合级联直流输电体系的柔直换流器直流侧操控办法”，作者为随顺科、常昊添 等。本课题得到国家电网有限公司总部科技项意图支撑。
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