- 文献综述（或调研报告）：
自1954年世界上第1条高压直流输电(HVDC)联络线投入商业运行以来，HVDC作为一项日趋成熟的技术在远距离大功率输电、海底电缆送电、两个交流系统之间的非同步联络等方面得到了广泛应用。然而，由于技术和经济的原因，HVDC在近距离小容量的输电场合却难以应用。
首先，目前的HVDC系统根据换流器的不同分为CSC-HVDC和VSC-HVDC两类。VSC-HVDC根据拓扑结构的不同可以分为两电平或三电平的VSC-HVDC和模块化多电平换流器型高压直流输电（MMC-HVDC）[1]。
CSC-HVDC的一个关键应用是LCC-HVDC。电网换相高压直流输电系统(LCC-HVDC)也被称为传统高压直流输电系统，是目前应用最广泛的高压直流输电系统形式。换流器的半导体阀采用的是晶闸管，晶闸管能承受的电压和电流容量是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，在大容量的应用场合具有重要的地位。LCC-HVDC常用于大容量远距离传输电能，联接两个非同步的交流网络。LCC-HVDC的系统结构包含换流变压器、换流器、滤波器、直流电抗器、直流线路等。大多数换流器采用12脉动三相换流桥。
随着电力半导体技术尤其是绝缘栅双极晶体管(IGBT)的快速发展，促进了HVDC的发展，以电压源换流器(V SC)和IGBT为基础的柔性高压直流输电，这种小功率的柔性HVDC系统有很好的应用前景。VSC-HVDC的系统结构包含两个电压源换流器、滤波器、直流电容器、直流线路等。直流电容可以保持直流电压的稳定，保证电压源换流器正常工作。VSC-HVDC一个基本特点是直流电压的极性是不变的，功率传输的方向取决于电流流动的方向，电流总是从电压高的一侧流向电压低的一侧。而传统的LCC-HVDC要实现潮流反转必须要改变直流电压的极性。相比于传统的LCC-HVDC，VSC-HVDC有下列优势：可同时且独立控制有功和无功，控制更加灵活方便；可工作在无源逆变方式，为远距离的孤立负荷送电； VSC通常采用正弦脉宽调制技术，开关频率相对较高，所需滤波装置，无功补偿的容量较小；没有换相失败问题；两站之间没有通信需求，VSC-HVDC整流侧，逆变侧的控制系统是独立运行的，这将大大提高系统的可靠性和稳定性； VSC-HVDC用于多端互联，相关联的线路无需过多的协调控制；黑启动能力，减少谐波和闪变，相角不平衡补偿等[4]。
目前，用于HVDC 的VSC 有两电平、三电平和多电平三类。与两、三电平的换流器相比，从动态特性和谐波影响等方面考虑，采用多电平拓扑的VSC 更具有优势。VSC-HVDC 性能优良、运行灵活，但因其损耗较高、换流器容量限制等缺陷，使得其在较大型风电场并网中的应用并非最优方案，传统的HVDC效果占优。MMC-HVDC的技术特点为：直流线路不存在交流输电的同步运行稳定问题，因而输送功率和距离不受系统稳定性限制；可以向无源网络供电；MMC-HVDC 可以工作在无源逆变方式而无需外加的换向电压，避免了传统HVDC 换相失败的发生，适合用于向远距离的孤立负荷输电；可同时对有功和无功分别进行独立控制，控制方式更为方便灵活；潮流反转易于实现；不需要交流侧无功功率的支持，反而在故障发生时可以动态补偿系统所需的无功功率[1]。
再次，认识PWM调制技术，PWM技术是利用相当于基波分量的信号波对三角载波进行调制，达到调节输出脉冲宽度的一种方法。PWM的工作原理如下：
调制波和载波被分别送入一个比较器的两个输入端。在正弦波的正半周，当gt; 。时比较器输出高电平，当 lt; 时比较器输出低电平，这样比较器输出电压波形就如图的，很显然，当载波不变时，的脉冲宽度受调制波波形和幅度的控制，也就是说，是一个脉冲宽度受调制波控制的 PWM信号，用它去激励功率开关器件的导通或关断，就能得到所需的PWM输出电压脉冲[5]。
图3.1 脉冲宽度调制的原理和PWM脉冲的产生
图3.2 简化的VSC系统结构
传输有功功率和无功功率表达式如下[16]：
