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全桥型MMC-HVDC直流故障自清除控制保护策略研究

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电力科学与技术学报 2018年第4期33卷 88-94页

作者：邱欣夏向阳蔡洁李经野曾荷清杨明圣中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410004

当前已投入运行的柔性直流输电工程中换流器不具备直流侧故障自清除能力,制约了架空线应用于柔性直流输电线路发展。研究全桥型模块化多电平换流器拓扑结构,其桥臂是由全桥子模块(FBSM)组成,分析全桥型MMC工作原理,并研究全桥MMC实现直... 详细信息

当前已投入运行的柔性直流输电工程中换流器不具备直流侧故障自清除能力,制约了架空线应用于柔性直流输电线路发展。研究全桥型模块化多电平换流器拓扑结构,其桥臂是由全桥子模块(FBSM)组成,分析全桥型MMC工作原理,并研究全桥MMC实现直流侧故障自清除的机理。最后,通过PSCAD/EMTDC软件仿真验证该全桥型换流器能够有效阻断直流侧故障电流,进一步对比传统MMC验证了全桥型换流器清除直流侧故障的可行性和有效性,具有较好的应用前景。

关键词：模块化多电平换流器全桥子模块直流侧故障故障自清除

故障电流转移型MMC的通用故障电流计算方法

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电网技术 2022年第2期46卷 511-520页

作者：邓伟成许建中新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

直流电网作为风电和光伏等新能源汇集的有效手段,其故障电流的计算对设备选型、保护设计、参数优化等工作具有重要意义。首先对需要源侧和网侧配合的故障清除方案进行特性分析,介绍了故障电流转移型模块化多电平换流器(modular multilev... 详细信息

直流电网作为风电和光伏等新能源汇集的有效手段,其故障电流的计算对设备选型、保护设计、参数优化等工作具有重要意义。首先对需要源侧和网侧配合的故障清除方案进行特性分析,介绍了故障电流转移型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的基本原理。然后结合其故障穿越的具体过程,提出了一种故障电流转移型MMC的通用故障电流计算方法。为确保该类方案的优势最大化,提供了关键参数的设计依据。最后,在PSCAD/EMTDC上搭建了四端直流电网并验证了所提故障电流计算方法的有效性。结果表明:所提故障电流计算方案具有很高的计算精度,并且具备较好的通用性。

关键词：直流电网网络等值故障电流计算故障自清除

基于LCC-FHMMC混合直流输电的控制策略研究及试验验证

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电力系统保护与控制 2019年第13期47卷 148-155页

作者：董朝阳吉攀攀冯敏俎立峰王晓丽司志磊张哲许继电气股份有限公司河南许昌461000 许继集团有限公司河南许昌461000

搭建了一种混合直流输电物理动模平台,其整流站采用串联的电网换相换流器(LCC),逆变站采用半桥和全桥子模块混合的模块化多电平换流器(FHMMC)。为提高系统容量,逆变侧的FHMMC换流器采用高低阀组串联的拓扑结构。对不同全桥子模块配比下... 详细信息

搭建了一种混合直流输电物理动模平台,其整流站采用串联的电网换相换流器(LCC),逆变站采用半桥和全桥子模块混合的模块化多电平换流器(FHMMC)。为提高系统容量,逆变侧的FHMMC换流器采用高低阀组串联的拓扑结构。对不同全桥子模块配比下高低阀组的在线投退、直流故障穿越等关键技术进行了研究,并在所设计的动模平台上进行了实验验证。实验结果表明所提出的控制策略能够实现混合直流输电系统的高低阀组在线投退及故障自清除,为多种混合直流输电以及新型电压源换流器的工程应用提供了论证平台。

关键词：混合直流输电电网换相换流器(LCC) 电压源换流器(VSC) 阀组投退故障自清除

适用于直流汇集型风电场送出系统的双极DC/DC变换器及其短路限流

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高电压技术 2024年

作者：玄东旭樊艳芳侯俊杰卢俊龙孙瑶李小龙新疆大学电气工程学院中国科学院电工研究所

直流汇集型风电场为“沙戈荒”新能源送出提供了一种可行方案。然而，其核心设备直流变换器亟须突破功率低、电压受限等技术瓶颈。为了克服上述问题，实现伪双极直流汇集系统与真双极直流送出系统的互联，提出了一种具备短路电流限制能... 详细信息

直流汇集型风电场为“沙戈荒”新能源送出提供了一种可行方案。然而，其核心设备直流变换器亟须突破功率低、电压受限等技术瓶颈。为了克服上述问题，实现伪双极直流汇集系统与真双极直流送出系统的互联，提出了一种具备短路电流限制能力的双极直流变换器。首先，分析了所提变换器的拓扑运行原理及参数设计方法，并提出了与之相匹配的控制与调制方法，然后对该变换器的故障电流阻断过程进行了研究。最后，通过MATLAB/Simulink软件搭建模型，验证了所提逆阻自均压型模块化多电平直流变换器拓扑结构和控制策略的可行性。研究结果表明，所提双极直流变换器能够匹配伪双极风电场与真双极送出线路两端运行方式的差异，并能快速阻断故障电流。

关键词：直流汇集风电场两级升压并联模块化多电平直流变换器单双极转换故障自清除短路电流限制

适用于交流保护整定计算的柔性直流输电建模研究

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适用于交流保护整定计算的柔性直流输电建模研究

作者：蓝童琨华中科技大学

学位级别：硕士

柔性直流输电作为新一代直流输电技术,正逐步应用于电网中。然而,基于全控型电力电子器件构成的柔性直流输电,其故障特性与传统直流输电存在较大差异,具有无法实现直流故障自清除、交流系统故障时能够实现故障穿越等特点,这些特点导致... 详细信息

柔性直流输电作为新一代直流输电技术,正逐步应用于电网中。然而,基于全控型电力电子器件构成的柔性直流输电,其故障特性与传统直流输电存在较大差异,具有无法实现直流故障自清除、交流系统故障时能够实现故障穿越等特点,这些特点导致柔性直流输电对交流保护整定计算的影响不容忽视。尤其是随着越来越多大容量、高电压等级柔性直流输电并网,给现有的整定计算工作带来了新的挑战。在这样的背景下,展开适用于交流保护整定计算的柔性直流输电等效建模研究具有重要的理论与实用价值。提出了柔性直流输电等效建模的基本指导原则。总结了柔性直流输电的常见拓扑结构、正常运行工况和故障工况的控制策略;从交流保护整定计算的角度,深入分析了柔性直流输电在不同故障情况下的运行特性;结合交流保护整定计算的建模基本原则,提出了柔性直流输电等效建模的指导原则,为柔性直流输电的等效建模研究提供了理论依据。提出了适用于交流保护整定计算的柔性直流输电等效模型。展开了直流双极短路故障和交流系统故障下的特性分析。重点推导了半桥型MMC拓扑和两电平拓扑直流双极短路故障的短路电流解析表达式;提出了适用于交流保护整定计算的柔性直流输电等效模型,弥补了现有整定计算系统无法计及柔性直流输电的不足;仿真验证了所提模型的有效性。提出了一种具有直流故障自清除能力的柔性直流输电改进拓扑。为了进一步降低柔性直流输电对交流保护整定计算的影响,展开了两电平拓扑直流双极短路故障特性分析。基于其暂态过程长、冲击电流大的故障特性,提出了一种具有直流故障自清除能力的改进拓扑。具有控制简单、故障快速自清除、零电流关断、降低最大短路电流等优点;仿真验证了改进拓扑的有效性。

关键词：交流保护整定计算柔性直流输电故障特性等效建模拓扑改进故障自清除