電感共用式線間直流潮流控制器及其控制

張家奎, 徐千鳴, 羅 安, 馬伏軍, 何志興

(湖南大學電氣與信息工程學院, 湖南省長沙市 410082)

0 引言

由于傳統能源的日漸枯竭以及環境問題的日益突出，可再生能源的開發利用日益受到重視。可再生能源屬于間歇性、隨機性能源，多端柔性直流系統在大規模新能源輸送和消納方面具有一定的優勢，將成為未來電網的重要發展趨勢[1-5]。但是，當多端柔性直流系統換流站個數少于輸電線路數目時，存在某些線路不能依靠換流站來進行潮流調節的問題。為此，需要引入額外的直流潮流控制裝置，來增強直流系統的潮流控制能力。

近年來，國內外相關領域學者就直流潮流控制問題，進行了一系列研究，并提出了多種直流潮流控制器拓撲。現有直流潮流控制器從設計思路方面來看主要分為3類。

1)可變電阻器：在線路中串入可變電阻器，通過對電阻器的投切進行線路潮流的控制，該方案結構簡單、方便安裝、成本低，缺點是有額外運行損耗、只能單向調節[7-9]。

2)DC/DC變換器：將DC/DC變換器串入線路，通過控制DC/DC變換器的增益來實現線路潮流調節，其優點是可以連接不同電壓等級的電網，缺點是DC/DC變換器承受系統高電壓，損耗較大，建設成本高[10-14]。

3)輔助電壓源：在線路中串入電壓源，通過控制電壓源壓降來調節線路潮流，該方案控制靈活、響應快速，解決了DC/DC變換器承受系統電壓問題，但其需從外部取能，電路較復雜且建設成本高[15-17]。

針對輔助電壓源型潮流控制器的外部取能問題，文獻[18-19]提出通過將一個電容分時頻繁地串入兩條不同線路來控制潮流，該方案結構簡單、成本低，但電容頻繁接入線路會使線路中造成額外的電流紋波。……