多端VSC-HVDC在工厂线路改造中的应用与仿真研究

本文探讨了多端柔性直流输电（VSC-MTDC）在工厂线路改造中的应用及其优势。柔性直流输电，尤其是基于电压源换流器（VSC）的系统，因其全控型器件特性，如IGBT或SiC-MOSFET，提供了与传统交流输电相比明显的优点。它解决了交流输电中因相位和频率一致性问题而带来的挑战，提高了系统稳定性和功率控制能力。相比于线控型高压直流输电（LCC-HVDC），VSC-HVDC避免了换相失败问题，减少了无功补偿的需求，使得电能质量和工厂效率得以优化。 文章首先介绍了三端系统的基本拓扑结构，这种结构在多端直流输电中具有灵活性，能够向多个负荷区域或电源区域提供稳定且高质量的电能。在实际应用中，多端柔性直流输电可用于解决孤立负荷地区的供电问题，以及分布式发电系统的并网和不同电网间的非同步联网。 为了验证其有效性，文中构建了详细的数学模型和控制策略，利用PSCAD/EMTDC仿真工具对三端系统进行了深入研究。仿真结果表明，系统能够在保持功率守恒的同时，有效处理三相短路故障，进一步证明了VSC-MTDC在工厂改造中的实用性和可靠性。 本文通过理论分析和数值仿真，展示了多端柔性直流输电如何通过改进工厂线路，提升电能质量和工厂效率，是现代电力系统中一个重要的创新解决方案。在未来，随着技术的发展，VSC-MTDC有望在更广泛的工业场景中发挥关键作用。