大功率电力电子技术的发展,尤其是大功率全控电力电子器件,如IGBT,IGCT,GTO的发展,使得利用VSC(Voltage Sourced Converter)技术构成直流输电换流站成为现实,从而形成一种新型的VSC HVDC,这种新型直流输电系统典型的代表是HVDCLight,目前输送功率最大达到了350MW,直流电压达到±150kV,500-1000MW将是下一代发展目标,预计随着器件进一步发展,HVDC Light输出容量会进一步增加,损耗进一步降低,成本也会下降。不同于传统直流输电技术,这种新型直流输电系统由于采用PWM控制技术,能够对换流站输出交流电压幅值和相角在一定范围内连续可调,而且这种调节能够迅速完成,从而也能对系统潮流方便进行调节。另一方面,随着新能源和分布式发电的发展,需要将新能源发电通过一定的变换环节输入电网,HVDC Light无疑是一种合适的方式。这种新型HVDC系统由于采用了完全不同于传统HVDC控制方式,给电力系统带来了全新的特征,如何对HVDC Light本身进行控制以及新型直流系统引入后交直流系统之间相互影响是一个待研究的问题,本文重点在于建立HVDCLight在电力系统中模型基础上,提出HVDC Light控制策略。研究的主要内容如下： 研究和建立了理想条件和交流系统电压不平衡等两种情况下HVDC Light系统的数学模型。在建立理想条件下VSC换流站的数学模型的基础上,利用瞬时对称分量理论和广义同步旋转坐标关系,建立了交流系统电压不平衡时VSC换流站的低频动态数学模型。分析了两种情况下VSC换流站交直流两侧的有功平衡关系,分析表明,交流系统不对称故障引起的负序分量不仅导致VSC换流站的直流侧电压和输送的有功功率都产生二倍频波动量,而且会增大换流电抗器的损耗。 研究了HVDC Light在理想情况下的控制策略。将电机领域中的双闭环控制理论应用于HVDC Light系统的控制器设计,设计了基于串级PI调节的VSC换流站控制系统。这种控制器具有物理意义清晰、结构简单等特点。基于非线性系统的反馈线性化控制理论,设计了基于输入输出反馈线性化的电流解耦控制器,从而简化了VSC的控制器设计、改善了控制器性能。上述两种控制系统都采用内环电流控制,能实现VSC换流站的限流控制,避免了VSC换流站的过电流和过电压。设计了向无源网络供电的HVDCLight系统的控制器。同时,研究了HVDC Light系统的起动控制,提出了一种复合起动控制策略,它能有效地抑制VSC在起动过程中的过电流。