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近年来，基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)得到了快速发展，其主要的特点就是采用由全控电力电子器件构成的电压源换流器(VSC)，取代常规直流输电中基于晶闸管器件的电流源变换器。与传统的直流输电相比，具有能够实现有功功率、无功功率的独立调节，并能够方便控制潮流的特点。
VSC-HVDC系统包括换流器、交流系统和直流输电线路三大部分。其中任何一部分发生故障，都有可能影响到整个高压直流输电系统运行的可靠性和相关设备的安全。电压源换流器是系统中最重要的组成部分，应该是装置中的重点保护对象。因此本文主要针对换流器部分的故障进行分析。
论文首先建立了基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)的故障仿真模型，针对换流器部分常见的七种典型故障，在PSCAD/EMTDC环境下进行了仿真研究。
其次，在仿真结果的基础上，利用频谱分析等方法提取故障特征参数，按照对VSC-HVDC系统造成损害的严重程度将七种故障分为两大类：破坏性故障和非破坏性故障，分别从产生原因，可能的危害等方面进行分析，研究合适的故障判据，根据判据制定合理有效的故障保护策略。
最后，结合仿真波形和频谱分析的结果，引入三相不平衡度作为指标用来反映故障的特征，对七种故障进行了层次化的分析。此外，运用BP神经网络对VSC-HVDC系统进行故障诊断。由于标准BP算法采用的是最速梯度下降法修正权值，对于复杂的网络，存在收敛速度缓慢、易陷入局部极小等缺陷，论文采用了几种改进算法进行故障诊断。通过对诊断结果的对比分析，证明了诊断方法的有效性。