該係列文章的第一部分介紹了電網換相換流器（LCC）。這篇文章將討論電壓源換流器（VSC）並比較兩種拓撲結構。

 

VSC目前已成為首選實施對象

，原因如下：VSC具有較低的係統成本，因為它們的配站比較簡單。VSC實現了電流的雙向流動
，更易於反轉功率流方向。VSC可以控製AC側的有功和無功功率。VSC不像LCC那樣依賴於AC網絡
，因此它們可以向無源負載供電並具有黑啟動能力。使用絕緣柵雙極晶體管（IGBT）閥，則無需進行晶閘管所需的換流操作，並可實現雙向電流流動。

 

表1對LCC和VSC進行了對比。VSC的電壓電平通常在150kV-320kV範圍內，但一些電壓電平可高達500kV。VSC有幾種不同的類型。讓我們來看看兩電平、三電平和模塊化多電平。

 

表1：換流器比較

 

*參見2016年電氣與電子工程師協會（IEEE）第16屆國際環境與電氣工程會議文章“LCC-HVDC和VSC-HVDC技術與應用的綜述。”

 

兩電平電壓源換流器

 

如圖1所示，兩電平VSC具有IGBT
，每個IGBT具有與其並聯的反向二極管。每個閥包括多個串聯的IGBT/二極管組件。使用脈寬調製（PWM）控製IGBT，以幫助形成波形。因為IGBT在實現PWM時多次導通關斷，所以會發生開關損耗
，而諧波是一個因素。

 

圖1：兩電平VSC（HVDC換流器圖片由維基百科提供）

 

三電平電壓源換流器

 

如圖2所示，三電平VSC改善了諧波問題。三電平換流器每相有四個IGBT閥。其中兩個二極管閥用於鉗位電壓，但您可以用IGBT代替它們
，以獲得更好的可控性。打開頂部的兩個IGBT獲得較高的電壓電平，打開中間的兩個IGBT獲得中間（或零）電壓電平
，打開底部的兩個閥獲得較低的電壓電平。 

 

圖2：三電平VSC（HVDC換流器圖片由維基百科提供）

 

模塊化多電平換流器

 

MMC與另兩種換流器不同，因為每個閥就是一個具有內置式平流電容器的換流器模塊。MMC取代了含有多個IGBT的閥，它具有多個級聯的換流器模塊。其中每一個模塊都代表了特定的電壓電平。MMC中的換流器模塊是半橋式或全橋式換流器。

 

圖3：模塊化換流器類型（HVDC換流器圖片由維基百科提供）

 

MMC方法顯著提高了諧波性能，以致通常不需要濾波。它也比兩電平和三電平VSC更有效
，因為它沒有與IGBT閥相同的開關損耗。

 

圖4：波形輸出（圖片由SVC PLUS VSC技術提供）

 

為了監控功率因數、電dian壓ya和he電dian流liu電dian平ping，可ke在zai配pei站zhan交jiao流liu和he直zhi流liu的de可ke測ce量liang側ce測ce量liang信xin號hao。在zai接jie收shou到dao該gai信xin息xi時shi，換huan流liu器qi控kong製zhi裝zhuang置zhi可ke以yi做zuo出chu所suo需xu的de調tiao整zheng，以yi維wei持chi穩wen定ding的de功gong率lv電dian平ping和he適shi當dang的de功gong率lv因yin數shu。保bao護hu繼ji電dian器qi係xi統tong或huo智zhi能neng電dian子zi器qi件jian（IED）收集信號信息。請參見圖5。

 

圖5：信號解釋

 

使用全差分隔離放大器的隔離電流和電壓測量是TI參can考kao設she計ji之zhi一yi，可ke以yi測ce量liang交jiao流liu和he直zhi流liu信xin號hao。設she計ji指zhi南nan解jie釋shi了le如ru何he使shi用yong隔ge離li運yun算suan放fang大da器qi調tiao節jie信xin號hao以yi增zeng加jia振zhen幅fu，並bing抑yi製zhi任ren何he共gong模mo電dian壓ya和he噪zao聲sheng。具ju有you板ban載zaiADC的MCU將分析和解釋此信號。根據波形確定的信息反饋到換流器的控製裝置，從而將對不斷變化的相位和電壓電平進行調整以保持穩定性。

 

 

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