Page 134 - 《中国电力》2026年第4期

2026 年 第 59 卷

运行区间。通过选取组合参数 a 及 b 的值（1 或 MTDC 系统，设 VSC —VSC 采用恒直流电压控制，
j
1
0），可将换流站设定为恒直流电压、恒有功功 VSC —VSC 采 用 下 垂 控 制 ， 其 余 VSC 采 用 恒
m
j+1
率或下垂控制模式。其中，当参数 a 选取 1，参 功率控制。
数 b 选取 0 时，换流站为恒直流电压控制方式， 系统达到稳态时，各节点实际传输功率与对
通过 PI 调节器生成内环电流参考值，维持直流母 应直流电压遵循方程为
线电压恒定；当参数 a 选取 0，参数 b 选取 1 时， U dcrefk = U dck + K k (P refk − P k ), k = 1,2,··· , j （3）
换流站为恒有功功率控制，用于精确调节换流站
k
式中：U dcref k 与 U dc k 分别为 VSC 的直流电压参考
有功功率，确保功率的稳定传输；当参数 a 选取
k
k
值与实际值；P ref k 与 P 分别为 VSC 的有功功率
1，参数 b 选取 1 时，换流站为下垂控制，通过下
参考值与实际值；K 为 k VSC 的下垂系数。
k
垂系数建立有功功率与直流电压的线性关联，实
0
此时，VSC-MTDC 系统的初始不平衡功率 P 为
Σ
现多换流站间的功率自主分配与电压协同调节，
m ∑
0
提升系统在功率波动状态下的动态稳定性。 P = P 0 （4）
Σ j
系 统 可 自 动 实 现 电 流 控 制 器 实 部 与 虚 部 解 j=1
0
耦 ， 其 中 内 环 控 制 器 可 基 于 外 环 参 考 指 令 ， 在 式中： P ( j = 1,··· ,m)为 VSC 的初始功率。
j
j
dq 同步旋转坐标系下对换流器输出功率及电压实 系统达到稳态时，VSC 的有功功率变化 ΔP k
施直接调控，具体数学模型为 与直流电压变化 ΔU 之间的关系为
c
d
( )
di d ′ 0 ′ 0 （5）
L eq = −R eq i d +ωL eq −U d +U dref （1） ∆U dc = U dck −U dck = K k P − P = K k ∆P k
k
k
dt
式 中 ： U ′ 、 U 0 分 别 为 VSC 的 稳 定 、 初 始 电
k
di q dck dck
L eq = −R eq i q +ωL eq −U q +U qref （2）
dt 压； P 为 ′ VSC 的稳定有功功率。
k
k
式中：L 、R 分别为 PCC 与换流器间的等效电感、 此时，采用恒功率控制或恒直流电压控制的
q
e
eq
电阻；i 、i 为电网电流的 dq 轴分量；U 、U 为 换流站传输功率保持不变，所有电压下垂控制换
q
q
d
d
对应 PCC 电压的 dq 轴分量；U dref 、U qre f 为换流器 流站的传输功率总变化量为 P ，即
0
Σ
输出电压参考值；ω 为电网角频率。通过引入电 m ∑( ) m ∑ 1
0
0
′
P = P − P = ∆U dc （6）
压耦合补偿项（ωL i 、ωL i ）及交流系统电压 Σ k k K k
eq q
eq d
k=1 k=1
前馈校正项（U 、U ），内环电流参考量（i dref 、 通过式（6）得到 U ′ 及 P 为
d
q
′
i qref ）可实现对换流器输出电压的解耦控制。外环  dck k
 P 0
控制器通过向电流内环输出基准值，完成对换流  ′ = U 0 + Σ

U

 dck dck
 m ∑
 1
站直流电压与功率的闭环调节。 





 K i
1.2 高比例可再生能源接入的 VSC-MTDC 运行  i=1 （7）

 0

 P
特性分析  0 Σ
 ′
P = P +


 k
 i m ∑ 1

VSC-MTDC 接入大规模新能源时，需在关键  K i




 K i
换流站实施稳压策略，以保障 PCC 交流母线电压 i=1
的稳态运行。此时，换流站的功率调节能力被限 由式（7）可知，采用电压下垂控制策略时，
制，仅作为新能源的功率传输通道。当系统遭遇 各 下 垂 控 制 换 流 站 将 共 同 参 与 系 统 有 功 功 率 平
新能源出力随机波动、负荷投切等工况，或面临 衡，其承担的不平衡功率与各站下垂系数相关。
换流站紧急闭锁等异常状态时，若直流网络未能 直流系统功率的大幅波动会直接导致下垂控制单
及时消纳功率扰动，新能源有功波动将直接转化为 元产生明显的暂态功率偏差，在系统故障或负荷
等效电容储能变化，导致直流电压偏离标准值 [29] 。 突变的异常工况下，可能致使 VSC 输出电流或传
VSC 电压下垂控制为一种直流电压协调控制 输功率超出阈值，进而对 VSC-MTDC 系统的运行
方法，其技术本质在于构建多换流站间的功率-电 稳定构成威胁。
压下垂特性关联网络。针对具有 m 个换流站的 VSC- 通过对 VSC-MTDC 系统控制策略分析可知，
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