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对于多端柔性直流输电系统, 系统连接方式一般为并联形式, 以保证换流器工作在相同的直流电压水平。并联型多端柔性直流网络又可分为星形和环形两种基本结构。其他复杂结构都可以看成这两种结构的扩展和组合。图2分别为4种拓扑结构。
图2 多端直流输电系统典型接线方式
并联式的换流站之间以同等级直流电压运行, 功率分配通过改变各换流站的电流来实现; 串联式的换流站之间以同等级直流电流运行, 功率分配通过改变直流电压来实现; 既有并联又有串联的混合式则增加了多端直流接线方式的灵活性。与串联式相比, 并联式具有更小的线路损耗、更大的调节范围、更易实现的绝缘配合、更灵活的扩建方式以及突出的经济性, 因此目前已运行的多端直流输电工程均采用并联式接线方式。
2.柔性直流输电换流器技术
根据桥臂的等效特性, 柔性直流输电的换流器技术可以分为可控开关型和可控电源型两类。可控开关型换流器的换流桥臂等效为可控开关, 通过适当的脉宽调制技术控制桥臂的开通与关断, 将直流侧电压投递到交流侧。可控电源型换流器储能电容分散于各桥臂中, 其换流桥臂等效为可控电压源, 通过改变桥臂的等效电压, 间接改变交流侧输出电压。
模块化多电平换流器是可控电源型换流器的典型代表。桥臂的等效输出电压是通过改变投入桥臂内的串联子模块个数来实现的。如图3所示, 根据子模块所采用的类型, 又可分为半桥型、全桥型以及钳位双子模块型等多种形式。此外, 级联两电平换流器(cascaded two level, CTL)由半桥电路级联而成, 其本质上也属于可控电源型换流器。
图3 模块化多电平子模块拓扑
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