随着交流电力系统的发展，其固有的一些缺点也逐渐显现出来，例如交流远距离输电的稳定性问题等。而传统直流输电在某些领域具有交流输电不可比拟的优势，例如远距离输电、大系统非同步互联等。因此二十世纪60年代以后，基于相控换流器(PCC)传统直流输电获得了长足的发展，并发展为当前交直流互联电网，而且在未来的电力系统中仍将有很大的发展空间。但是，传统直流输电仍有许多不足之处，例如不能向小容量交流系统及不含旋转电机的负荷供电，换流器产生的谐波次数低、容量大，换流器吸收较多的无功功率，换流站投资大等。 近些年来，随着大功率半导体器件和控制设备的发展，电压源换流型直流输电系统(VSC-HVDC)得以施行。由于采用电压源换流技术和脉宽调制技术，这种直流输电系统有着许多潜在的优势:减少短路电流，快速地，独立地控制系统的有功功率和无功功率等等。这些优点使得VSC-HVDC有可能成为以后电力传输的重要组成部分。上个世纪90年代以来，采用VSC的新型直流输电技术得到了迅速发展并且已有实际两端系统投入商业运行，因此本文将主要致力于研究基于VSC换流器的直流输电系统的运行与控制问题。 本文首先建立了dq0坐标下VSC换流器静态模型，并针对该模型设计了带有前馈环节的PI控制器，该换流器模型不仅考虑了换流损耗，而且交直流相互解耦非常有利于工程控制实现，这是采用这种模型的一个重要优点。随后以该模型为基础分别研究了与有源交流网络或与无源交流网络相联的VSC控制系统，并为这些VSC-HVDC换流器设计了相应的控制器，该控制方案具有线性解耦的特点。本文利用MATLAB搭建了VSC-HVDC的仿真电路模型，包括连接两个有源网络，连接一个有源网络和一个无源网络。仿真内容包括:交流系统电压波动、有功功率和无功功率波动；无源网络有功负荷和无功负荷变化；有源网络单相短路、两相短路和三相短路故障扰动。仿真结果表明，该模型能双向传输有功功率，独立控制系统的有功功率和无功功率。采用dq0坐标系的控制方案具有线性度高解耦的特点，对交流系统的各种扰动具有快速的响应速度，而且具有很好的稳态和暂态特性。交流侧负荷波动时，不论负荷是感性的还是电阻性的，交流侧电压系统都具有很好的稳定精度与响应速度。