一、電壓源換流器（VSC）概述
　　VSC 已成為實(shí)施對(duì)象，原因如下：
　　系統(tǒng)成本較低，配站簡(jiǎn)單。
　　實(shí)現(xiàn)電流雙向流動(dòng)，便于反轉(zhuǎn)功率流方向。
　　可控制 AC 側(cè)的有功和無功功率。
　　不依賴于 AC 網(wǎng)絡(luò)，能向無源負(fù)載供電并具備黑啟動(dòng)能力。
　　使用 IGBT 閥，無需晶閘管的換流操作，可實(shí)現(xiàn)雙向電流流動(dòng)。
　　二、VSC 與 LCC 對(duì)比
　　VSC 的電壓電平通常在 150kV - 320kV 范圍內(nèi)，部分可達(dá) 500kV。與 LCC 相比，VSC 在功率控制、供電能力等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　三、不同類型 VSC 分析
　　兩電平電壓源換流器
　　結(jié)構(gòu)：具有 IGBT，每個(gè) IGBT 并聯(lián)反向二極管，每個(gè)閥包含多個(gè)串聯(lián)的 IGBT / 二極管組件。
　　控制：使用脈寬調(diào)制（PWM）控制 IGBT 形成波形。

　　缺點(diǎn)：IGBT 多次導(dǎo)通關(guān)斷會(huì)產(chǎn)生開關(guān)損耗，諧波是一個(gè)影響因素。

 圖1：兩電平VSC 

　　三電平電壓源換流器
　　結(jié)構(gòu)：每相有四個(gè) IGBT 閥，其中兩個(gè)二極管閥用于鉗位電壓，也可用 IGBT 代替以提高可控性。

　　電壓控制：打開頂部?jī)蓚€(gè) IGBT 獲得較高電壓電平，打開中間兩個(gè) IGBT 獲得中間（或零）電壓電平，打開底部?jī)蓚€(gè)閥獲得較低電壓電平。

　　優(yōu)點(diǎn)：改善了諧波問題。
　　模塊化多電平換流器（MMC）
　　結(jié)構(gòu)：每個(gè)閥是一個(gè)具有內(nèi)置式平流電容器的換流器模塊，取代了含有多個(gè) IGBT 的閥，具有多個(gè)級(jí)聯(lián)的換流器模塊，模塊為半橋式或全橋式換流器。

　　優(yōu)點(diǎn)：顯著提高了諧波性能，通常不需要濾波；無 IGBT 閥的開關(guān)損耗，效率更高。

圖3：模塊化換流器類型（HVDC換流器圖片由維基百科提供）

　　四、VSC 監(jiān)控與控制
　　信號(hào)測(cè)量：為監(jiān)控功率因數(shù)、電壓和電流電平，在配站交流和直流的可測(cè)量側(cè)測(cè)量信號(hào)。

　　信號(hào)處理與反饋：保護(hù)繼電器系統(tǒng)或智能電子器件（IED）收集信號(hào)信息，換流器控制裝置根據(jù)信息做出調(diào)整，以維持穩(wěn)定的功率電平和適當(dāng)?shù)墓β室驍?shù)。

圖4：波形輸出（圖片由SVC PLUS VSC技術(shù)提供）

　　測(cè)量設(shè)計(jì)：TI 參考設(shè)計(jì)采用全差分隔離放大器進(jìn)行隔離電流和電壓測(cè)量，可測(cè)量交流和直流信號(hào)。使用隔離運(yùn)算放大器調(diào)節(jié)信號(hào)以增加振幅，抑制共模電壓和噪聲。具有板載 ADC 的 MCU 分析和解釋信號(hào)，根據(jù)波形確定的信息反饋到換流器控制裝置，對(duì)不斷變化的相位和電壓電平進(jìn)行調(diào)整以保持穩(wěn)定性。

圖5：信號(hào)解釋