模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)系统中极间短路故障是最严重的直流侧故障类型,目前多侧重于分析闭锁前电容放电过程及相应的故障保护策略,而对MMC极间短...模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)系统中极间短路故障是最严重的直流侧故障类型,目前多侧重于分析闭锁前电容放电过程及相应的故障保护策略,而对MMC极间短路故障发展全过程分析不够深入,由于极间短路故障暂态过程发展迅速,故障发展各阶段联系紧密、相互影响,为了更好地对直流断路器进行选型和调整继电保护设备,因此有必要对其故障全过程进行分析。文章分析了MMC拓扑结构及其子模块的三种工作状态;根据电容、电感充放电机理,给出换流器闭锁前、后各阶段故障电流路径,建立故障各阶段的等效电路及数学模型,研究了故障距离对直流侧故障电流、电压波形及换流器闭锁时间的影响;基于PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建71电平MMC-HVDC双端直流输电模型,验证了故障特性分析的正确性和有效性,对保护设备阈值具有工程意义。展开更多
柔性直流配电系统发生极间短路故障后,系统短路电流大,对系统安全稳定运行产生威胁,同时考虑到电力电子器件的耐受能力,换流器将会闭锁,导致故障信息量减少,对保护方案的速动性和可靠性提出了很高的要求。针对此问题,文章首先分析了直...柔性直流配电系统发生极间短路故障后,系统短路电流大,对系统安全稳定运行产生威胁,同时考虑到电力电子器件的耐受能力,换流器将会闭锁,导致故障信息量减少,对保护方案的速动性和可靠性提出了很高的要求。针对此问题,文章首先分析了直流线路极间短路故障电流特性,然后揭示了故障时区内外故障电流曲线的积分差异,最后提出基于线路故障电流积分比的极间短路选线方案。在实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)上搭建基于模块化多电平换流器的直流配电网仿真模型,验证了所述方案的有效性与适用性,具有较好的耐受过渡电阻和抗噪能力。展开更多
基于传统半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无法阻断直流侧短路故障电流,该故障电流降低了MMC高压直流输电系统(MMC based high voltage direct current,MMC-HVDC)的可...基于传统半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无法阻断直流侧短路故障电流,该故障电流降低了MMC高压直流输电系统(MMC based high voltage direct current,MMC-HVDC)的可靠性。以2个HBSM为基本结构,研究设计一种能够有效阻断直流故障电流的新型旁路型子模块,即二极管钳位型双半桥子模块(diode clamp dual half bridge sub-module,DCDHBSM)。相较于具备直流短路电流阻断能力的其他子模块,所提DCDHBSM所需功率器件较少,运行损耗较低。此外,还设计适用于DCDHBSM的直流故障穿越策略,利用排序算法均衡了故障后的子模块电容电压。MATLAB/Simulink和物理仿真试验结果均证明了装配所提DCDHBSM的MMC在快速阻断直流故障电流及实现故障穿越等方面的有效性。展开更多
文摘模块化多电平换流器的高压直流输电(Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)系统中极间短路故障是最严重的直流侧故障类型,目前多侧重于分析闭锁前电容放电过程及相应的故障保护策略,而对MMC极间短路故障发展全过程分析不够深入,由于极间短路故障暂态过程发展迅速,故障发展各阶段联系紧密、相互影响,为了更好地对直流断路器进行选型和调整继电保护设备,因此有必要对其故障全过程进行分析。文章分析了MMC拓扑结构及其子模块的三种工作状态;根据电容、电感充放电机理,给出换流器闭锁前、后各阶段故障电流路径,建立故障各阶段的等效电路及数学模型,研究了故障距离对直流侧故障电流、电压波形及换流器闭锁时间的影响;基于PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建71电平MMC-HVDC双端直流输电模型,验证了故障特性分析的正确性和有效性,对保护设备阈值具有工程意义。
文摘柔性直流配电系统发生极间短路故障后,系统短路电流大,对系统安全稳定运行产生威胁,同时考虑到电力电子器件的耐受能力,换流器将会闭锁,导致故障信息量减少,对保护方案的速动性和可靠性提出了很高的要求。针对此问题,文章首先分析了直流线路极间短路故障电流特性,然后揭示了故障时区内外故障电流曲线的积分差异,最后提出基于线路故障电流积分比的极间短路选线方案。在实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)上搭建基于模块化多电平换流器的直流配电网仿真模型,验证了所述方案的有效性与适用性,具有较好的耐受过渡电阻和抗噪能力。
文摘基于传统半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无法阻断直流侧短路故障电流,该故障电流降低了MMC高压直流输电系统(MMC based high voltage direct current,MMC-HVDC)的可靠性。以2个HBSM为基本结构,研究设计一种能够有效阻断直流故障电流的新型旁路型子模块,即二极管钳位型双半桥子模块(diode clamp dual half bridge sub-module,DCDHBSM)。相较于具备直流短路电流阻断能力的其他子模块,所提DCDHBSM所需功率器件较少,运行损耗较低。此外,还设计适用于DCDHBSM的直流故障穿越策略,利用排序算法均衡了故障后的子模块电容电压。MATLAB/Simulink和物理仿真试验结果均证明了装配所提DCDHBSM的MMC在快速阻断直流故障电流及实现故障穿越等方面的有效性。
