基于串并聯型潮流控制器的互聯雙極直流電網不平衡功率控制

王洪彬，周念成，廖建權，郭春生，王強鋼，范炳昕

（1. 輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室（重慶大學），重慶市 400044；2. 四川大學電氣工程學院，四川省成都市 610065）

0 引言

隨著光伏、風電等分布式電源（DG）和直流型負荷（如電動汽車充換電站、數據中心）的比例和容量的持續增加，配電網的直流特征越來越突出［1-2］。若通過交流配電網接納直流型DG 和負荷，將增加轉換環節且面臨頻率穩定和無功補償等問題［3］。直流配電網因供電可靠性高、供電容量大、運行效率高等優勢，已成為配電網重要的發展方向。但是，直流配電網的網絡拓撲復雜，線路潮流無法完全依靠直流換流站的控制完成［4］。這可能引發線路過載，降低電網的運行效率，同時威脅系統安全穩定運行［5］。

針對這一問題，許多學者提出在直流電網中引入直流潮流控制器（DC power flow controller，DCPFC），以實現對線路潮流的有效調節［6］。根據DCPFC 接入電網的方式，DCPFC 可分為［7］：1）串聯型潮流控制器（也稱為電流型潮流控制器）；2）并聯型潮流控制器（與直流變壓器的拓撲類似）；3）串并聯型潮流控制器（series-parallel power flow controller，SP-PFC）。其中，串聯型潮流控制器的典型代表包括可變電阻型潮流控制器和線間潮流控制器（inter-line power flow controller，IL-PFC）。可變電阻型潮流控制器通過開關投切改變串入直流線路的等效電阻，進而調節線路電流［8-9］。該潮流控制器實現簡單，但其消耗功率大，降低了系統整體運行效率，難以在實際工程中應用。IL-PFC 利用兩條線路之間的能量交換對線路潮流進行控制［10-13］，正常運行時，IL-PFC 將一個電容分時地串入兩條不同的線路來調節潮流。……