计及控保协同的自适应电流差动保护方法

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作者 张博 王聪博 +1 位作者 詹荣荣 余越 《中国电力》 北大核心 2025年第2期1-8,共8页

大规模新能源经柔性直流输电(以下简称“柔直”)送出系统已成为中国新型电力系统中的典型场景,然而新能源场站与柔直换流器之间的交流输电线路两侧均为电力电子装置,短路电流受到不同换流器控制策略影响导致波形畸变严重,使得传统纵联... 大规模新能源经柔性直流输电(以下简称“柔直”)送出系统已成为中国新型电力系统中的典型场景,然而新能源场站与柔直换流器之间的交流输电线路两侧均为电力电子装置,短路电流受到不同换流器控制策略影响导致波形畸变严重,使得传统纵联保护灵敏度降低,拒动风险增大。提出了计及控保协同的自适应电流差动保护方法。以柔直换流器故障穿越策略为基础,分析了故障时两侧的故障电流特征,并将换流器控制参考值与保护判据相结合,构建了控制与保护协同的自适应保护判据。基于PSCAD搭建新能源经柔直送出系统的模型,仿真结果表明:所提保护可快速识别故障区间内不同类型故障,与传统差动保护原理相比,灵敏度提高了两到三倍,满足新型电力系统安全稳定运行对保护灵敏性与可靠性的需求。 展开更多

关键词 交流线路 故障穿越 控保协同 柔性直流

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应对岸上故障的海上风电多端柔直系统协调控制策略 被引量：2

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作者 赵平 贾浩森 +1 位作者 高亨孝 李振兴 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第8期85-95,共11页

针对海上风电多端柔直系统岸上交流电网故障时的盈余功率问题,提出一种采用能量控制的多个海上换流站与风电机组的协调控制策略。在故障期间,部分海上换流站先启动能量控制,根据直流电压的变化抬升能量参考值,吸收直流系统中的盈余功率... 针对海上风电多端柔直系统岸上交流电网故障时的盈余功率问题,提出一种采用能量控制的多个海上换流站与风电机组的协调控制策略。在故障期间,部分海上换流站先启动能量控制,根据直流电压的变化抬升能量参考值,吸收直流系统中的盈余功率。剩余海上换流站对直流电压进行预测,当直流电压预测值超过限值后,剩余海上换流站启动能量控制吸收盈余功率。海上换流站在吸收盈余功率的同时对风电机组采用降压控制,根据换流站储能的增加情况降低风机侧交流电压参考值。风电机组网侧换流器根据交流电压的变化调节d轴电流参考值,减少输送到多端柔直系统的有功功率,避免多端柔直系统的直流电压越限。最后,在PSCAD/EMTDC中对不同类型的故障进行仿真,验证了所提协调控制策略的有效性。 展开更多

关键词 多端柔直系统 交流故障 盈余功率 能量控制 降压控制 协调控制

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混合三端直流输电系统受端交流故障穿越协调控制策略

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作者 王成磊 濮永现 +4 位作者 黄力文 唐岚 陈有为 胡红文 魏可佳 《电力科学与工程》 2024年第4期31-43,共13页

以乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程为研究对象,考虑混合三端柔性直流输电系统因受端不同位置交流故障所致的直流过电压,提出相应的故障穿越协调控制策略。在受端主站发生网侧交流瞬时故障的情形下,通过设计混合型模... 以乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程为研究对象,考虑混合三端柔性直流输电系统因受端不同位置交流故障所致的直流过电压,提出相应的故障穿越协调控制策略。在受端主站发生网侧交流瞬时故障的情形下,通过设计混合型模块化多电平电压源换流器全桥子模块自适应负投入策略,实现了利用子模块电容短时过电压储能的能力来快速补偿站间直流电压的上升;短暂时延后,送端电网换相换流器通过定量调整电流指令值策略来减小子模块的不平衡充电功率。在受端主站发生阀侧交流故障的情形下,优先利用输电健全极的功率转代裕度来消纳故障极的部分不平衡功率;同时,故障极从站跟随主站半压运行,相应的高低压阀组切换至定电流及定电压模式,最终实现抑制站间过电流及减小盈余功率。仿真结果表明,2种故障条件下,所提的协调控制策略均可较快实现故障期间的功率平衡,有效抑制仅配备稳态基本协调控制策略下系统所出现的直流过电压现象,同时也基本维持了送端的总体有功传输容量。 展开更多

关键词 特高压直流输电 多端柔性直流输电 受端交流故障穿越 直流过电压抑制 站间协调控制策略

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网压不对称下MMC多目标控制参数优化选择研究

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作者 周晗靓 夏向阳 +2 位作者 李润伍 郭宇 易锐 《湖南电力》 2024年第1期45-52,共8页

为解决多目标保护控制中调节参数难以确定的问题,引入有功功率波动和交流电流波动的权重因子,构建线性加权表达式;为获取最优权重因子,深入分析MMC(模块化多电平换流器)系统安全运行条件对权重选取的限制,建立权重优化选取模型。在此基... 为解决多目标保护控制中调节参数难以确定的问题,引入有功功率波动和交流电流波动的权重因子,构建线性加权表达式;为获取最优权重因子,深入分析MMC(模块化多电平换流器)系统安全运行条件对权重选取的限制,建立权重优化选取模型。在此基础上提出一种MMC多目标协调控制策略,以抑制有功功率波动与协调交流电流不平衡度为目标,考虑系统最大允许电流、桥臂电容电压允许最大波动,不需要为了抑制过流、桥臂电压过压而额外增加控制环节。仿真实验表明了所提策略的可行性与有效性。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 交流侧不对称故障 协调控制 功率波动 不对称三相电流

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特高压混合三端直流输电系统定功率MMC交流故障穿越策略

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作者 陆书豪 潘恒毅 +1 位作者 贾秀芳 许建中 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期11-20,I0004,I0005,共12页

送端采用电网换相换流器(LCC),受端采用模块化多电平换流器(MMC)的特高压混合直流输电系统是直流输电技术重要的发展方向之一。在该系统中,各换流站每极均由高、低两个阀组直流侧串联而成。当其受端MMC发生网侧故障时,现有穿越策略或将... 送端采用电网换相换流器(LCC),受端采用模块化多电平换流器(MMC)的特高压混合直流输电系统是直流输电技术重要的发展方向之一。在该系统中,各换流站每极均由高、低两个阀组直流侧串联而成。当其受端MMC发生网侧故障时,现有穿越策略或将引起定有功功率MMC阀间均压环节失效,从而导致子模块电容过压的问题。针对该现象,首先梳理了系统在故障工况下面临的主要问题和矛盾;接着,重点针对阀间均压环节失效的内部机理进行了研究,并提出了一种基于有功功率限幅值的站间协调穿越策略,此外,为使其能够较好地适用于不对称故障,采用了一种零序电压注入的方法,以平衡不对称故障下相单元间的桥臂电流直流分量;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了相关模型,通过仿真对比,验证了本文策略能够兼顾不同受端站的桥臂过流和子模块过压风险,实现交流故障的可靠穿越,并尽可能地提升了故障期间的功率传输能力。 展开更多

关键词 特高压混合直流输电系统 稳态均压环节 交流故障协调穿越 零序电压注入 功率限幅值

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应对特高压直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法 被引量：6

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作者 吴萍 赵兵 +8 位作者 郭剑波 卜广全 李勇 刘长义 徐友平 姜国庆 奚江惠 胡扬宇 邵德军 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1460-1467,共8页

特高压直流控制保护的最小单位由极控制保护变为阀组控制保护,有可能发生阀组相继闭锁故障,而传统交直流协调控制方法针对直流紧急功率1 s内仅能进行1次,无法多次动作,直流快速功率支援能力不能充分发挥。应对特高压直流换流器短时相继... 特高压直流控制保护的最小单位由极控制保护变为阀组控制保护,有可能发生阀组相继闭锁故障,而传统交直流协调控制方法针对直流紧急功率1 s内仅能进行1次,无法多次动作,直流快速功率支援能力不能充分发挥。应对特高压直流换流器短时相继故障,提出延时调制直流的交直流协调控制方法,通过优化直流功率紧急控制时机,充分发挥了直流对切负荷措施的替代作用,解决了因直流功率调整功能约束导致切负荷量过大的问题。该方法已应用于华中电网跨区交直流协调控制系统。 展开更多

关键词 阀组相继故障 强直弱交 交直流协调控制 量化措施

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海上风电场与柔性直流输电系统的新型协调控制策略 被引量：23

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作者 洪敏 辛焕海 +2 位作者 徐晨博 章雷其 甘德强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期53-58,65,共7页

提出了一种适用于采用双馈机型的海上风电场与柔直输电系统的新型协调控制策略。接入风电场的送端换流站采用基于锁相环的定功率控制,根据风电场的有功参考值控制其有功功率输入,并且在送端换流站的有功功率控制外环中加入有功功率与直... 提出了一种适用于采用双馈机型的海上风电场与柔直输电系统的新型协调控制策略。接入风电场的送端换流站采用基于锁相环的定功率控制,根据风电场的有功参考值控制其有功功率输入,并且在送端换流站的有功功率控制外环中加入有功功率与直流电压平方的下垂特性来加强直流电压暂态稳定性;双馈风电机组采用同步控制,调节海上风电场交流电网的电压幅值和角度。相对于经典协调控制策略,该控制策略可以加强柔直输电系统的直流电压稳定性,对通信延时不敏感,通信成本较低。该控制策略还实现了送端交流电网故障下系统的故障穿越。文中以风电场接入基于多电平的两端柔直输电系统作为仿真研究对象,通过仿真分析验证了该协调控制策略的有效性和优越性。 展开更多

关键词 柔性直流输电 海上风电场 双馈风力发电机 交流故障穿越 协调控制

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海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障穿越协调控制策略 被引量：29

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作者 李国庆 徐亚男 +3 位作者 江守其 王利猛 辛业春 王丽馨 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期111-119,共9页

针对海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障导致的直流过电压问题,提出了直流过电压协调抑制策略。针对单极直流过电压,通过合理切换双极MMC控制模式,可使故障极MMC主动维持直流电压稳定。并设计了风电场精确减载控制策略,以保证非故... 针对海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障导致的直流过电压问题,提出了直流过电压协调抑制策略。针对单极直流过电压,通过合理切换双极MMC控制模式,可使故障极MMC主动维持直流电压稳定。并设计了风电场精确减载控制策略,以保证非故障极MMC满载运行,从而降低单极MMC退出对受端交流电网的影响。针对双极直流过电压,设计了一种基于本地直流电压测量信息的风电场减载控制策略,即根据直流电压变化率及偏差量主动降低风电场有功出力,以抑制直流电压上升率及幅值。并提出了附加桨距角控制及其参数选取原则,使风电场与各换流站内电容共同维持直流电压稳定,提高系统故障穿越能力。最后,基于RTLAB OP5600实时数字仿真平台搭建了系统仿真模型。不同受端交流故障情况下的仿真结果表明,所提直流过电压协调抑制策略可保证直流电压在安全运行范围,维持系统安全稳定运行。 展开更多

关键词 柔性直流输电 盈余功率 交流故障穿越 风电场减载 协调控制策略

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交直流混联系统协调控制下的故障特征分析 被引量：4

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作者 杨炳元 杨志勇 +2 位作者 任永峰 杨帅 康海珍 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1258-1268,共11页

交直流混联电网场景下交直流线路发生短路会产生新的故障特征.为此,构建了永磁直驱风电经柔性直流并网的交直流混联系统模型,系统的协调控制有助于提升其故障穿越能力,保障其安全稳定运行.故而,在借助于直流断路器(DCCB)、卸荷电阻以及... 交直流混联电网场景下交直流线路发生短路会产生新的故障特征.为此,构建了永磁直驱风电经柔性直流并网的交直流混联系统模型,系统的协调控制有助于提升其故障穿越能力,保障其安全稳定运行.故而,在借助于直流断路器(DCCB)、卸荷电阻以及改进的模块化多电平换流器(MMC)控制策略基础上,提出一种无需换流站间通信的交直流故障穿越协调控制方案,进而探讨了不同因素对故障特征的影响.研究结果表明:交流并网联络线故障时,MMC具有非线性、幅值受限和输出电流受控于电压等特征的电源输出特性;当发生不对称短路故障时,故障线路柔直侧的负序电流可被完全抑制;当并网点电压三相有效值跌落到0.9 p.u.以下时,MMC优先发出无功功率;当直流系统不平衡功率积累出现直流过电压现象时,在主从电压裕度控制策略起主要作用下仅三相短路故障导致直流电压超过1.05 p.u.,此时风场侧MMC凭借降压法及卸荷电阻的投切可使直流电压控制在1.05~1.10 p.u.范围内.针对直流故障时的低电压问题,采用就地检测就地保护的故障隔离方案实现了5~6 ms切除直流故障.最后,通过RTDS仿真实验验证了该交直流故障穿越方案的有效性,证实了此控制方案下故障特征与理论分析结论的一致性. 展开更多

关键词 交直流混联系统 模块化多电平换流器 故障穿越协调控制 故障特征 RTDS仿真实验

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考虑交直流侧协调的模块化多电平换流站直流线路保护方案 被引量：3

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作者 戴志辉 朱惠君 +3 位作者 苏怀波 刘雪燕 金丽萍 陈曦 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期109-115,共7页

在换流站保护中,交直流保护之间往往缺乏配合,且存在直流保护的速动性难以满足要求、故障区域难以确定等难点。为此,根据模块化多电平换流器(MMC)闭锁前后直流二次谐波电流与交流负序电流特征,提出了换流站交直流故障辨识方法,可有效区... 在换流站保护中,交直流保护之间往往缺乏配合,且存在直流保护的速动性难以满足要求、故障区域难以确定等难点。为此,根据模块化多电平换流器(MMC)闭锁前后直流二次谐波电流与交流负序电流特征,提出了换流站交直流故障辨识方法,可有效区分交、直流故障,确定故障区域。在此基础上,提出了交、直流侧协调配合的换流站直流保护方案。最后,结合光伏直流汇集接入系统的PSCAD/EMTDC模型,验证了交直流故障辨识方法的可行性以及交、直流侧协调配合的直流保护方案的可靠性。结果表明,所提方法能有效识别交、直流故障,且受过渡电阻的影响较小。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 交直流故障识别 继电保护 保护配合 2次谐波 负序分量

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远海风电柔性直流送端交流系统故障协调控制 被引量：2

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作者 彭忠 黄海 +2 位作者 叶荣 李泰 郝俊芳 《全球能源互联网》 CSCD 2023年第6期628-639,共12页

为提升远海风电对称双极柔性直流送端交流系统单相接地故障和两相短路故障工况(第一类故障)下的功率输送能力,以及三相接地故障工况(第二类故障)的交流电压稳定性,提出海上换流站协调控制策略。首先分析了第一类故障的过电压和极间环流... 为提升远海风电对称双极柔性直流送端交流系统单相接地故障和两相短路故障工况(第一类故障)下的功率输送能力,以及三相接地故障工况(第二类故障)的交流电压稳定性,提出海上换流站协调控制策略。首先分析了第一类故障的过电压和极间环流产生机理,以及第二类故障的交流电压失稳机理。在此基础上,提出了功率平衡控制策略和输出有功电流策略。第一类故障下定电压控制极采用限压策略,功率平衡控制策略抑制极间环流,增大定电压控制极的功率,减少了交流电压控制器响应时间,提升了功率输送能力。第二类故障工况下,定电压控制极切换为交流电流控制模式,定功率控制极的输出有功电流策略抑制电压相量幅值和相位变化,解决了交流电压失稳的问题。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建远海风电柔性直流送出系统仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略有效性。 展开更多

关键词 远海风电 柔性直流 交流系统故障 协调控制

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基于直流100 Hz分量的交直流保护配合方法 被引量：4

12

作者 黄宁 范春菊 +3 位作者 姜山 苏建军 李广磊 孙树敏 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期4150-4159,共10页

分布式能源接入电网后,会对交流电网的故障特性产生巨大影响,从而影响到原有保护之间的配合。对dq控制下的逆变器控制特性进行分析,得到了直流侧100Hz分量与逆变器的故障特性之间的关系。在交流系统发生故障时,逆变器在电网故障下可等... 分布式能源接入电网后,会对交流电网的故障特性产生巨大影响,从而影响到原有保护之间的配合。对dq控制下的逆变器控制特性进行分析,得到了直流侧100Hz分量与逆变器的故障特性之间的关系。在交流系统发生故障时,逆变器在电网故障下可等值成受出口母线电压控制的压控电流源;逆变器侧直流100Hz分量由交流侧负序分量所决定。基于这2个重要关系,提出了基于直流100Hz分量的交直流保护配合方法,实现了直流侧与交流侧过电流保护与距离保护III段之间的配合,并通过仿真验证了交直流保护配合的可行性与有效性。 展开更多

关键词 分布式电源 直流100Hz分量 逆变器故障特性 交直流保护配合

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交直流混合电网故障耦合特性分析与继电保护研究 被引量：23

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作者 侯俊杰 宋国兵 +3 位作者 徐瑞东 郭冰 尹利帅 吕江涛 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第14期176-187,共12页

随着交直流混合程度加深,电网运行难度明显增加,保障交直流混合电网安全运行已成为我国电网重大而紧迫的需求。换流站是交直流混合电网的枢纽,区别于传统同步机电源,故障耦合特性呈现复杂性。从换流站对扰动的响应与传递特性出发,阐述... 随着交直流混合程度加深,电网运行难度明显增加,保障交直流混合电网安全运行已成为我国电网重大而紧迫的需求。换流站是交直流混合电网的枢纽,区别于传统同步机电源,故障耦合特性呈现复杂性。从换流站对扰动的响应与传递特性出发,阐述了其耦合特性及产生机理,为交直流混合电网的故障分析与保护研究提供了理论基础。在此基础上评估了交直流线路保护适应性,并研究了不同故障时段的继电保护新原理。最后提出了控制与保护协同作用的建议与设想,探讨了进一步的研究方向。 展开更多

关键词 交直流混合电网 故障耦合特性 继电保护 控保协同

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海上风电柔性直流系统与风电机组协调控制策略 被引量：3

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作者 赵平 倪世杰 +2 位作者 黄宇昕 贾浩森 李振兴 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期62-70,共9页

针对海上风电经MMC-HVDC并网系统岸上交流故障造成的直流过电压问题,提出一种利用海上换流站储能裕度吸收盈余功率和风电机组降低输出功率的协调控制策略。在故障期间,海上换流站采用能量控制,使其子模块电容吸收盈余功率,同时根据其当... 针对海上风电经MMC-HVDC并网系统岸上交流故障造成的直流过电压问题,提出一种利用海上换流站储能裕度吸收盈余功率和风电机组降低输出功率的协调控制策略。在故障期间,海上换流站采用能量控制,使其子模块电容吸收盈余功率,同时根据其当前能量的变化,抬升风电场交流电网频率,使得风电机组网侧变流器根据频率偏差协同限制注入柔性直流系统的功率,从而实现无需通信系统的直流过电压抑制。最后通过仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 柔性直流输电系统 交流故障 盈余功率 能量控制 风电机组 协调控制

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LCC与VSC级联的特高压混合直流输电系统控制策略 被引量：26

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作者 彭忠 孙攀磊 +2 位作者 韩伟 李泰 赵静 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第19期162-172,共11页

受端为电网换相换流器(Line Commutated Converter,LCC)与电压源换流器(Voltage Source Converters,VSC)级联的特高压混合直流输电系统能够抑制受端LCC换相失败导致的功率传输中断,系统接线方式和控制方式变得灵活和多样化。针对受端交... 受端为电网换相换流器(Line Commutated Converter,LCC)与电压源换流器(Voltage Source Converters,VSC)级联的特高压混合直流输电系统能够抑制受端LCC换相失败导致的功率传输中断,系统接线方式和控制方式变得灵活和多样化。针对受端交流系统故障穿越,提出了基于直流电压与受端交流电压的低压限流控制策略和LCC限压恢复策略。针对多换流器的稳定运行,提出了多换流器功率协调控制策略和VSC在线投退策略。针对直流线路故障穿越,提出了基于直流电压偏差控制的穿越策略。基于电磁暂态程序(PSCAD/EMTDC)搭建了LCC与VSC级联的特高压混合直流输电系统仿真模型。仿真结果验证了所述控制策略的有效性。 展开更多

关键词 特高压混合直流输电 交流系统故障穿越 功率协调控制 换流器投退 直流线路故障穿越

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基于LCC-MMC的三端混合直流输电系统故障特性与控制保护策略 被引量：34

16

作者 洪潮 时伯年 +3 位作者 孙刚 张野 杨健 刘斌 《电力建设》 北大核心 2017年第8期73-79,共7页

研究了送端为相控型换流器(line commutated converter,LCC)、受端为2个并联的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)组成的三端混合直流输电系统的交直流故障特性及其控制保护策略。在分析现有故障穿越控制策略的基础... 研究了送端为相控型换流器(line commutated converter,LCC)、受端为2个并联的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)组成的三端混合直流输电系统的交直流故障特性及其控制保护策略。在分析现有故障穿越控制策略的基础上,针对交流侧故障提出整流站LCC最小触发角控制、逆变站MMC最大调制比控制与直流电压偏差控制的协调策略;针对直流线路故障,通过在直流线路两端配置限流电抗器构造边界条件,提取直流线路故障电流暂态突变量以识别故障位置,并采用直流断路器开断故障的方法,可以快速隔离直流线路故障并缩小故障影响范围。最后,在PSCAD/EMTDC中建立混合直流输电系统模型,仿真验证了所提策略的可行性。结果表明,所提控制策略在所联接电网交流故障情况下可相应提高直流系统的输送功率,降低功率输送中断发生的概率;直流线路故障时基于直流断路器的直流电流突变率保护策略能够快速隔离故障,提高供电可靠性。 展开更多

关键词 混合直流输电 多端直流输电 交直流故障 电流突变量保护 协调控制策略

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