含直流断路器的双极接线柔性直流输电系统 MMC 交流侧单相接地故障研究

• Published in: 全球能源互联网 Vol. 3; no. 2; pp. 172 - 180
• Main Authors: 姜田贵, 谢晔源, 姚宏洋, 卢宇, 朱铭炼
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: Editorial Office of Journal of Global Energy Interconnection 01.03.2020
• Subjects: 单相接地故障; 双极接线; 模块化多电平换流器; 直流断路器
• ISSN: 2096-5125
• DOI: 10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2020.02.008

双极接线柔性直流输电系统采用中性母线接地，换流器交流侧对地电压含有直流偏置，换流器交流侧发生单相接地故障特性不同于对称单极接线系统。柔性直流输电系统配置直流断路器时，换流器交流侧接地故障后可利用直流断路器的直流电流分断能力快速隔离故障。针对含直流断路器的双极接线柔性直流输电系统，分析了模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）交流侧单相接地故障机理，阐述了MMC保护闭锁前后故障相和非故障相上、下桥臂的故障电流通路，推导了故障状态下桥臂的电压、电流解析方程。分析了保护动作、直流断路器对MMC子模块过电压的影响，为换流阀子模块过电压保护设计、定值整定提供指导。最后，通过搭建的±500 kV柔性直流输电系统PSCAD/EMTDC仿真模型，仿真验证了理论分析的正确性。