新型高压直流输电技术是指基于电压源变换器的高压直流输电技术(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)。变换器采用IGBT等全控型器件,使VSC-HVDC能同时控制有功和无功功率,且既能向有源系统供电又能向无源受端系统供电。本文在国家自然科学基金(50507002)的资助下,深入分析了VSC-HVDC受端系统的频率变化过程及其原因,并设计了相应的逆变侧和整流侧控制器。具体地,本文的主要工作内容有： 1.分析了VSC-HVDC受端系统的频率变化过程及其规律。首先指出传统的VSC-HVDC逆变侧控制器无法实现无源受端系统频率的有效控制；接着从分析传统锁相环的结构出发,通过与传统多机电力系统的有功-频率特性对比分析,指出无源受端系统频率变化的本质原因在于传统的锁相环起到了“带速度下降特性的频率控制器”的作用。进一步分析得知,无源受端系统的有功-频率特性的下降率由锁相环节的积分增益以及另一个反映VSC-HVDC系统主电路参数的变量共同决定。整体上,在传统锁相环的作用下,VSC-HVDC受端系统的频率变化规律与传统多机电力系统的有功-频率特性完全一致。 2.设计了逆变侧和整流侧控制器。根据VSC-HVDC受端系统的频率变化规律,针对无源受端系统设计了定交流电压幅值幅值、频率无差的逆变侧控制器,和基于逆系统方法的,控制直流电压和无功功率的整流侧非线性控制器。此外,也针对有源受端系统讨论了频率有差的逆变侧控制器设计问题。 3.基于MATLAB中的SimPowerSystems工具箱,搭建了电源为同步发电机,负载为电阻、异步电动机和同步电动机的复杂仿真系统,仿真分析了所设计频率控制器的性能。