LCC与FH-MMC混合直流输电系统直流单极接地故障穿越控制策略

作者：张东寅; 范志华^*; 许汉平; 苗世洪; 王怡聪; 刘子文

来源：高电压技术, 2020, 46(06): 2072-2080.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20200615027

• 混合直流输电
• 混合型模块化多电平换流器
• 直流单极接地故障
• 故障穿越
• 桥臂能量平衡
• 基频电流注入

混合直流输电系统整流侧采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC),逆变侧采用混合型模块化多电平换流器(full half bridge modular multilevel converter,FH-MMC)。直流单极接地故障是直流输电系统主要故障类型,在发生直流侧单极接地故障时,混合直流输电需切换运行模式,LCC侧由双极运行转为单极运行,FH-MMC侧通过桥臂输出负电平电压消除交流电压直流偏置以及故障电流。通过对该运行模式下FH-MMC桥臂功率流动特性进行分析可知,上、下桥臂产生能量不平衡问题,导致故障桥臂子模块电容电压持续上升,影响开关器件的安全运行。为此,基于基频环流注入的能量平衡策略提出一种直流单极故障穿越控制策略,保证直流母线单极接地故障下正常极仍可传递一半的额定功率,实现混合直流输电不停机运行。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建混合直流输电仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

• 单位
  电子工程学院; 华中科技大学; 强电磁工程与新技术国家重点实验室