LCC-MMC混合高压直流输电系统直流线路故障保护方案研究

摘要：

该文提出一种适用于LCC-MMC(line commutated converter and modular multilevel converters)混合高压直流系统的直流线路故障保护方案,其中系统整流端为常规线控换流器(line commutated converter,LCC),逆变端为基于半桥子模块的模块化多电平换流器(half-bridge modular multilevel converters,HB-MMC).文中根据LCC侧与MMC侧的故障等效电路,对两侧故障电流进行数学分析,得出通过控制LCC触发角和MMC子模块闭锁可限制故障电流的方法.为保证完全清除故障,提出一种改进的混合直流断路器模型,利用反并联晶闸管串联电容支路,进行电流的转移和能量的吸收,减小主开关关断压力.改进后的直流断路器模型成本低、损耗小,且故障清除能力强,适用于LCC-MMC系统单极接地和双极短路故障的故障保护.经分析,最终形成包括基于直流电抗器电压变化率的故障检测、LCC与MMC故障保护协调控制与混合直流断路器故障清除的整体保护方案,并在PSCAD中建立仿真模型,仿真结果验证了所提方案的可行性.经方案评估分析,所提保护方案在成本与损耗方面具有一定优势.

关键词：混合高压直流输电系统;直流线路故障;故障电流;混合直流断路器;协调控制

所属期刊栏目：41

分类号：TM721.1(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金项目;河北重点研发计划

在线出版日期：2021-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：7339-7351,中插13