1. 研究目的与意义
随着大功率可控关断型电力电子技术和计算机控制技术的进步，基于电压源换流器的高压直流输电以其独特的技术优势取得了快速发展，并在新能源发电系统联网、电网非同步互联、无源系统供电和无功补偿等实际工程中得到了应用。作为新一代的直流输电技术，与传统的基于电流源换流器CSC的直流输电不同，电压源直流输电（VSC-HVDC）可以实现对有功和无功的独立控制，并可以向无源网络供电。因此，它在分布式发电系统（如风力发电、太阳能发电等）和大型并网系统、向远距离负荷供电和构筑城市直流配电网络等领域具有广阔的应用前景。在中国，VSC-HVDC的研究仍处于起步阶段。因此，该课题的研究具有重要的理论价值和实践意义，对我国海上风力发电的发展具有积极的推动作用。
2. 课题关键问题和重难点
本次研究需对于电压源直流输电（VSC-HVDC）发展的现状、高压直流输电目前存在的主要问题等方面进行分析，旨在提高多端直流输电系统的实际运行可第性。主要问题方向为尝试交替算法的潮流算法验证VSC-HVDC系统电压定向矢量控制策略。
其难点在于（1）新的VSC-HVDC模型需满足稳态研究和暂态研究对模型的不同要求，同时要兼顾精确程度和计算简便程度。（2）控制策略的计算分析和比较时，因为对于使用加装VSC-HVDC的系统需要采用交直流混合系统的潮流交替算法进行潮流计算，不仅要了解、深入研究这种潮流交替算法，会灵活运用多端VSC-HVDC潮流计算模型，计算过程也需要相对较大的计算量；而潮流计算部分在试验中非常关键，因为最后的分析和仿真试验需通过对基于高压直流输电建立数学模型来进行。
3. 国内外研究现状（文献综述）
直流输电现发展方向是在保证系统运行可靠的情况下不断提高运行电压、增大输送功率、降低系统损耗、发挥其快速可控性以提高电力系统的稳定性[1]。高压直流输电（VSC-HVDC）作为新一代的直流输电技术，与传统的基于电流源换流器CSC的直流输电不同，电压源直流输电可以实现对有功和无功的独立控制，并可以向无源网络供电[2]。传统的直流输电系统是通过换流变压器连接到电网，而VSC-HVDC系统是通过小型电抗器连接电网，只有在直流电压与电网电压不匹配时才会增加变压器。而由于滞后角和灭弧角，以及非正弦波的存在，传统的直流输电需要大量的无功补偿和滤波设备，且存在过剩的无功功率，会导致过电压；而VSC变流器需要的无功功率要少得多。所以只需要在交流母线上安装一套高通滤波器，就可以满足波形要求。模块化设计也使VSC-HVDC的设计、制造、组装和调试时间大大缩短，主要设备在工厂提前组装和测试。相对传统直流输电技术，VSC-HVDC很大程度上节省了建造的时间投入，经济成本，也减小了占地面积和污染。同时VSC-HVDC 灵活的潮流控制能力使系统功角电压的稳定性大大提高。发生故障故障时，传统的基于电流源换流器CSC的直流输电在向短路容量不足的系统供电时易发生换相失败，而VSC-HVDC 系统既可灵活地向故障系统提供有功功率或无功功率的紧急支援[3][4]。因此对于电力行业，VSC-HVDC技术非常值得开发和研究。
基于VSC的HVDC的建模和控制设计系统采用12个脉冲的三电平转换器拓扑结构。当忽略详细的VSC系统建模（考虑到网络瞬态），可以用D-Q变量或三相变量表示。VSC的建模是基于（a）D-Q变量（不考虑变换器输出电压中的谐波）和（b）相位变量以及VSC中开关动作的建模，因为这些也会产生谐波。特征值分析和控制器设计是基于D-Q模型的，而瞬态仿真则考虑了VSC的两种模型。每个VSC至少有三个控制器，用于调节单个VSC的有功和无功功率输出。如果要调节交流母线电压，则需要在VSC上增加一个控制器。因此，有大量的控制器参数需要调整[5]。对于VSC-HVDC系统而言，控制策略是保证整个系统安全、高效运行的关键。
由查阅文献得知目前部分已有控制策略：
4. 研究方案
本次研究首先对于电压源直流输电（VSC-HVDC）发展的现状进行研究，大致方向为分析比较不同控制策略，验证可行性，尝试规避缺陷并做出有效的优化选择，旨在提高多端直流输电系统的运行可第性。
从高压直流输电系统组成、拓扑结构、工作原理等方面入手，首先对VSC-HVDC系统进行深入的了解，了解其基本控制方式原理和适用范围、功能。
通过查阅和研读知网、万方、维普、谷歌等学术网站，搜集高压直流输电系统相关文献，归纳整理关于高压直流输电系统目前存在的主要问题和国内外目前存在的解决方法，进行分析和总结；
5. 工作计划
第1周 查阅和研读大量关于高压直流输电方面的论文、书籍资料，了解高电压直流输电方面、VSC-HVDC目前在实际应用中存在的主要问题和国内外现有的解决方法。
第2周 完成英文材料的粗略翻译，对不熟悉的部分进行标记，以便查找资料和深入理解后再进行细化和校对。
第3周 完成开题报告，并和老师确认英文材料翻译的完成度。
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