双极短路故障下海上风电MMC-HVDC并网系统的暂态运行特性

• 作者: 汪军 姚骏 刘凯 黄森 苟思遥
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 双极短路故障 海上风电 MMC-HVDC 短路电流 直流断路器 暂态特性
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 新能源装备及其并网|Development and Grid Entry of New Energy Equipments
• 页码范围: 3755-3765
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20201217

摘要

双极短路故障作为最严重的直流系统故障,研究该场景下海上风电模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)并网系统的暂态运行特性对于系统的断路器配置与控制方案设计有着重要意义.首先分析了直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB)未动作时换流站短路电流的产生机理,并提出了风电场侧与电网侧交、直流短路电流的计算方法.其次,研究了计及DCCB控制作用下换流站交、直流侧暂态电压、电流特性,并考虑了风电场运行工况和限流电抗参数对其暂态特性的影响.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了全系统的电磁暂态模型,通过仿真分析了双极短路故障下有无DCCB控制时换流站的暂态电压、电流特性.研究表明:所提短路电流计算方法具有良好的精度,且DCCB动作后风电场侧交、直流电压恢复速率与其输出有功功率呈正相关关系.该研究工作可为系统的电气设计、断路器选型提供理论依据,也可为系统故障恢复阶段控制方案的制定奠定基础.