VSC和CSC的比较与作用系数法的简介

电压源换流器（VSC）
原理图
VSC
ea L eb L ec L
Sa1
Sa2
Sb1
R ia R ib R ic
A B C
Sa`1
Sa` 2
Sb`1
VSC
Sb2
Sc1
Sc2
A B C
Sb` 2
Sc`1
Sc`2
ia
R
ib
R
ic
R
L ea L eb L ec
电压源换流器（VSC）



设交流母线电压基波分量为 U S ，换流器输出电压基波分量为 U c ，U c 滞后于U S的
VSC和CSC的比较与作用系数 法的简介
目 录
CONTENTS
01 电压源换流器（VSC） 02 电流源换流器（CSC） 03 作用系数法 04 研究成果与应用 05 论文总结
电压源换流器（VSC）
特点： 1）采用电容C作为直流侧的储能元件、采用电抗器L作为交流侧的储能元件 2）维持恒定直流电流 3）控制较慢 4）效率较高 5）容量小于300MW 6）故障承受力和可靠性较低 7）控制系统的复杂度增加 8）容易并联扩容
第一条VSC HVDC系统哥特兰（Gotland）工程
电压源换流器（VSC）
工程于1999年投入运行，该工程不仅将Gotland岛的电 能输送到瑞典本土，而且提供了风电厂所需要的动态无功功 率支撑，解决了潮流波动、电压闪变、频率不稳定等问题， 提高了相连交流系统的稳定性，并有效改善了电能质量，充 分体现了VSC-HVDC系统的优良性能。
角度为 ，换流电抗器电抗为X。则换流器所吸收的有功功率为：
1）
2）
由式1）可见，有功功率的传输主要取决于 , >0 时VSC吸收有功功率，相当于 传统HVDC中的整流器运行；当 <o时VSC发出有功功率，相当于传统HVDC中的逆变器
运行。因此通过对角的控制就可以控制直流电流的方向及输送功率的大小。
1）自关断 2）高频开关，即每周波内发出多个脉 冲；
3）开关功耗高
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电流源换流器（CSC）
特点： 1）采用电抗器L作为直流侧的储能元件、采用电容器C作为交流侧的储能元件 2）维持恒定直流电流 3）控制快速准确 4）损耗较高 5）容量大于300MW 6）故障承受力和可靠性都较高 7）控制简单 8）不易串联扩容
电流源换流器（CSC）
ea
R ia
eb
R ib
ec
R ic
由式2）可见，无功功率的传输主要取决于Us Uc cos ，Us Uc cos >0时，VSC 吸收无功功率；U s Uc cos <0时，VSC发出无功功率。所以，通过控制 Uc 的大小就可
以控制VSC发出或吸收的无功功率及其大小。可见，VSC不仅能提高功率因数，而且还能 起到STATCOM的作用，动态补偿交流母ຫໍສະໝຸດ Baidu的无功功率，稳定交流母线电压。
电流源换流器（CSC）
交流电流相角、频率可控，可视为 受控交流电流源。
交流侧电压是交流侧电流、电网阻 抗、电网电压共同作用的结果。
交流侧电流含(6k±1)次谐波。
同样，可构成12脉冲变换器。
PWM可用于CSC以减小换流电容 器的大小
SVC与CSC比较
比较内容
交流系统 侧的作用
电压源换流器（VSC）
控制Uc的幅值和相位，可以同时控制无功功率和有功功率——功率四象限运行
Uc的大小主要决定Q
Uc的相位主要决定P
电压源换流器（VSC）
实例： Gotland岛是瑞典最大的岛屿，风电资源丰富，岛上本身用电小，电力生产和使用严重失衡，多余的
电力需要送出。由于多机组分散性，该工程没有建设之前，电网电压质量较差。
电流源换流器
1）作为恒定电压源 2）需要电容器作为储能原件 3）需要大型滤波器以消除谐波 4）需要无功补偿与提高功率因数
电压源换流器
1）作为恒定电流源 2）需要电感元件作为储能原件 3）需要小型滤波器以消除较高频率的 谐波 4）不需要无功补偿，因为该换流器可 以四象限运行
开关方式
1）电网换相或串联电容器强迫换相； 2）每周波只发一个脉冲 3）开关功耗较低
CSC
Sa1
Sa2
Sb1
A B C
Sa`1
Sa` 2
Sb`1
CSC
Sb2
Sc1
Sc2
A B C
Sb` 2
Sc`1
Sc`2
ia
R
ea
ib
R
eb
ic
R
ec
电流源换流器（CSC）
可关断器件必须能承受反向电压（对称器件），不对称器件需串联二极管。 晶闸管无自关断能力，需要电网强迫换流。 交流侧线间电容的作用是便于换流。