含故障限流器投入的MMC-HVDC系统直流短路故障电流解析计算

摘要：

基于模块化多电平换流器的高压直流(high voltage direct current based on modular multilevel converters,MMC-HVDC)系统发生直流短路故障时,故障电流上升速度快,这对系统保护提出了极大的挑战.对于采用半桥子模块拓扑的MMC-HVDC系统,通常会在直流线路两端加装故障限流器(fault current limiter,FCL)来抑制故障电流.在对FCL进行优化设计以及进行故障保护时,需要考虑含FCL投入的故障电流的演化规律.因此,含FCL投入的故障电流计算具有重要的意义.通过研究并联金属氧化物避雷器(metal-oxide arrester,MOA)的电感型FCL的特性,建立了FCL的暂态等效模型,将含FCL投入的故障电流演化划分为3个阶段:FCL未投入阶段、FCL投入的过渡阶段和FCL完全投入后阶段.对3个阶段的故障电流的解析表达式分别进行了推导,最后得到全过程的故障电流解析表达式.通过在PSCAD/EMTDC中搭建的两端MMC-HVDC系统的仿真模型对解析结果进行了验证,结果表明:故障后10ms内解析结果与仿真结果的最大偏差在3.5％以内,可以满足实际工程应用的需要.

关键词：MMC-HVDC;故障限流器;故障电流计算;暂态等效模型;金属氧化物避雷器

所属期刊栏目：46

分类号：TM721(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家重点研发计划;高等学校学科创新引智计划计划

在线出版日期：2022-01-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：81-89