该系列文章的榜首部分介绍了电网换相换流器(LCC)。在这部分中，我将评论电压源换流器(VSC)并比较两种拓扑结构。
VSC现在已成为首选施行目标，原因如下：VSC具有较低的体系本钱，由于它们的配站比较简单。VSC完成了电流的双向活动，更易于回转功率流方向。VSC能够操控AC侧的有功和无功功率。VSC不像LCC那样依赖于AC网络，因而它们能够向无源负载供电并具有黑发动才能。运用绝缘栅双极晶体管(IGBT)阀，则无需进行晶闸管所需的换流操作，并可完成双向电流。
表1对LCC和VSC进行了比照。VSC的电压电平一般在150kV-320kV范围内，但一些电压电平可高达500kV。VSC有几种不同的类型。让我们来看看两电平、三电平缓模块化多电平。
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电压源换流器 |
电网换相换流器 |
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换流 |
不需求沟通波形。独立于电网作业，具有黑发动功用。 |
在网络的沟通侧需求正弦波以进行换流。可能有换流毛病。 |
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体系本钱 |
本钱较低。无需无功补偿。对谐波滤波的需求较低。大多数模块化多电平换流器（MMC）没有谐波滤波。 |
本钱较高。需求谐波滤波。需求无功功率补偿。 |
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功率因数 |
操控无功和有功功率。 |
需求沟通侧或备用电源的无功电源。 |
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谐波 |
低谐波。 |
高谐波。 |
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功率流 |
电流能够在两个方向上活动，易于回转功率流。 |
功率流只能经过回转电压极性来回转。 |
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电压和功率电平 |
电压电平（500kV）和功率电平（1000MW）较低。* |
可承载高达800kV和8000MW。* |
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换流器功率 |
由于开关损耗，功率较低。 |
在换流器处丢失较少的传输功率。 |
*拜见2016年电气与电子工程师协会(IEEE)第16届国际环境与电气工程会议文章“LCC-HVDC和VSC-HVDC技能与运用的总述。”
表1：换流器比较
两电平电压源换流器
如图1所示，两电平VSC具有IGBT，每个IGBT具有与其并联的反向二极管。每个阀包含多个串联的IGBT/二极管组件。运用脉宽调制(PWM)操控IGBT，以协助构成波形。由于IGBT在完成PWM时屡次导通关断，所以会产生开关损耗，而谐波是一个要素。
图1：两电平VSC(HVDC换流器图片由维基百科供给)
三电平电压源换流器
如图2所示，三电平VSC改进了谐波问题。三电平换流器每相有四个IGBT阀。其间两个二极管阀用于钳位电压，但您能够用IGBT替代它们，以取得更好的可控性。翻开顶部的两个IGBT取得较高的电压电平，翻开中心的两个IGBT取得中心(或零)电压电平，翻开底部的两个阀取得较低的电压电平。
图2：三电平VSC(HVDC换流器图片由维基百科供给)
模块化多电平换流器
MMC与另两种换流器不同，由于每个阀便是一个具有内置式平流电容器的换流器模块。MMC替代了含有多个IGBT的阀，它具有多个级联的换流器模块。其间每一个模块都代表了特定的电压电平。MMC中的换流器模块是半桥式或全桥式换流器。
图3：模块化换流器类型(HVDC换流器图片由维基百科供给)
MMC办法明显提高了谐波功能，致使一般不需求滤波。它也比两电平缓三电平VSC更有用，由于它没有与IGBT阀相同的开关损耗。
图4：波形输出(图片由SVC PLUS VSC技能供给)
为了监控功率因数、电压和电流电平，可在配站沟通和直流的可丈量侧丈量信号。在接收到该信息时，换流器操控设备能够做出所需的调整，以坚持安稳的功率电平缓恰当的功率因数。 维护继电器体系或智能电子器件(IED)可搜集信号信息。请拜见图5。
图5：信号解说
运用全差分阻隔放大器的阻隔电流和电压丈量是一种TI参阅规划，能够丈量沟通和直流信号。规划攻略解说了怎么运用阻隔运算放大器调理信号以添加振幅，并按捺任何共模电压和噪声。具有板载ADC的MCU将剖析和解说此信号。从波形确认的信息反馈到换流器的操控设备，从而对不断改变的相位和电压电平进行调整，以坚持安稳性。
