一、电压源换流器（VSC）概述
　　VSC 已成为实施对象，原因如下：
　　系统成本较低，配站简单。
　　实现电流双向流动，便于反转功率流方向。
　　可控制 AC 侧的有功和无功功率。
　　不依赖于 AC 网络，能向无源负载供电并具备黑启动能力。
　　使用 IGBT 阀，无需的换流操作，可实现双向电流流动。
　　二、VSC 与 LCC 对比
　　VSC 的电压电平通常在 150kV - 320kV 范围内，部分可达 500kV。与 LCC 相比，VSC 在功率控制、供电能力等方面具有明显优势。
　　三、不同类型 VSC 分析
　　两电平电压源换流器
　　结构：具有 IGBT，每个 IGBT 并联反向，每个阀包含多个串联的 IGBT / 二极管组件。
　　控制：使用脉宽调制（PWM）控制 IGBT 形成波形。

　　缺点：IGBT 多次导通关断会产生开关损耗，谐波是一个影响因素。

 图1：两电平VSC 

　　三电平电压源换流器
　　结构：每相有四个 IGBT 阀，其中两个二极管阀用于钳位电压，也可用 IGBT 代替以提高可控性。

　　电压控制：打开顶部两个 IGBT 获得较高电压电平，打开中间两个 IGBT 获得中间（或零）电压电平，打开底部两个阀获得较低电压电平。

　　优点：改善了谐波问题。
　　模块化多电平换流器（MMC）
　　结构：每个阀是一个具有内置式平流电容器的换流器模块，取代了含有多个 IGBT 的阀，具有多个级联的换流器模块，模块为半桥式或全桥式换流器。

　　优点：显著提高了谐波性能，通常不需要滤波；无 IGBT 阀的开关损耗，效率更高。

图3：模块化换流器类型（HVDC换流器图片由维基百科提供）

　　四、VSC 监控与控制
　　信号测量：为监控功率因数、电压和电流电平，在配站交流和直流的可测量侧测量信号。

　　信号处理与反馈：保护继电器系统或智能电子器件（IED）收集信号信息，换流器控制装置根据信息做出调整，以维持稳定的功率电平和适当的功率因数。

图4：波形输出（图片由SVC PLUS VSC技术提供）

　　测量设计：TI 参考设计采用全差分进行隔离电流和电压测量，可测量交流和直流信号。使用隔离调节信号以增加振幅，抑制共模电压和噪声。具有板载 ADC 的 MCU 分析和解释信号，根据波形确定的信息反馈到换流器控制装置，对不断变化的相位和电压电平进行调整以保持稳定性。

图5：信号解释