直流输电技术相比传统的交流输电技术，拥有较高的系统稳定性、不存在同步问题、输送距离远、适合分布电源接入等优点[10]。在直流网络中，当直流支路数多于n-1（n为系统中可控换流站的个数）时候，为保证系统的可控性，需要加装直流潮流控制器（DC power flow controller, DCPFC）以增加系统的自由度。为了改善系统潮流的合理分配，首先需要对直流电网进行潮流分析。然而，由于直流电网和交流电网存在着本质区别，所以用于求解传统电网潮流的牛拉法不能直接应用于直流电网的潮流计算，本文则是在传统交流牛拉法基础上加以修正以适应直流电网。

1。2 研究现状

1。3 主要研究内容

1。结合资料和所学知识，对直流输电的概念及发展、多端直流输电和直流电网的区别以及直流电网和交流电网的区别进行概述；

2。对直流电网中的直流潮流控制器进行分类，并给出不同种类控制的等效模型，分析不同控制器对潮流分布的影响，为后期的潮流计算铺垫；

3。根据交流电网中牛拉法的基本理论进行修正，以得到直流电网中潮流计算的算法，并通过MATLAB编程实现潮流计算。对未装DCPFC情况下的工作程序进一步修正以得到加装后的直流电网潮流计算程序，最终通过在PLECS 3。5。5中搭建环形五端网络模型进行仿真，由结果对比，验证程序的可行性。

2 直流输电系统

2。1 直流输电技术

电力输送的发展实际上是从直流电技术开始的，最早直流输电的技术雏形是用直流发电机直接给直流负荷供电。直到1882年，第一次直流输电的试验工程才正式完成。此后，为了提高输电电压，采取了多种方法。但是，由于运行方式比较复杂、可靠度相对较差，因此直流输电在当时没有得到迅速广泛的发展。且随着电机等电力设备和交流电网的快速而广泛的发展应用，直流输电被交流输电取而代之。论文网

交流输电的广泛应用对直流输电的发展产生了较大的影响，但是本质上二者相互区别，使得直流输电拥有交流电网不具备的优点，譬如输电容量理论上不受限制、无同步问题等，因此发达国家一直在研究直流输电技术。而且当高电压、大功率下的电压源变换器技术使得多端直流电网成为可能时，直流输电也会不断引起重视。

高压直流输电技术（High Voltage DC, HVDC）实际上就是，在功率传送端通过换流站将交流电能转化为直流电能，由直流线路输送到功率接收端，在接收端再通过换流站将直流电能转化为交流电能，供给负荷所在地。

高压直流输电技术主要经历了三个主要的阶段：汞弧换流阀阶段、晶闸管换流阀阶段、全控型器件应用换流阶段。

由于运行原理的不同，直流输电中应用的换流器又可以分为两大类：在线换相换流器和自换相换流器。

（1）在线换相换流器（Phase Control Converter, PCC）：该类技术需要交流系统提供一定的换相电压，传统的相控换流器就是这个原理。

（2）自换相换流器：不需要交流系统提供电压而实现自换相，其相比传统换相器，有着较大的优势。在直流电网中，该原理的实际应用是电流源换流器（Current Source Converter , CSC）和电压源换流器（Voltage Source Converter, VSC）。

以下，阐述上述几种换流器的具体区别。

（1）CSC和VSC的区别

图 2。1 电流源换流器CSC

图 2。2 电压源换流器VSC

如图2。1，在电流源型换流器中，直流侧的储能元件是电抗器L，交流侧的储能元件是电容器C；如图2。2，在电压源型换流器中，直流侧的储能元件是电容器C，交流侧的储能元件是电抗器L。