含故障限流器投入的MMC-HVDC系统直流短路故障电流解析计算

• 作者: 茆美琴 何壮 陆辉 程德健
• 来源期刊: 电网技术
• 学科: 工学
• 关键词: MMC-HVDC 故障限流器 故障电流计算 暂态等效模型 金属氧化物避雷器
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 直流输电与直流电网|HVDC Transmission & HVDC Grid
• 页码范围: 81-89
• 页数: 9页
• 分类号: TM721
• 语种: 中文
• DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2021.0232

摘要

基于模块化多电平换流器的高压直流(high voltage direct current based on modular multilevel converters,MMC-HVDC)系统发生直流短路故障时,故障电流上升速度快,这对系统保护提出了极大的挑战.对于采用半桥子模块拓扑的MMC-HVDC系统,通常会在直流线路两端加装故障限流器(fault current limiter,FCL)来抑制故障电流.在对FCL进行优化设计以及进行故障保护时,需要考虑含FCL投入的故障电流的演化规律.因此,含FCL投入的故障电流计算具有重要的意义.通过研究并联金属氧化物避雷器(metal-oxide arrester,MOA)的电感型FCL的特性,建立了FCL的暂态等效模型,将含FCL投入的故障电流演化划分为3个阶段:FCL未投入阶段、FCL投入的过渡阶段和FCL完全投入后阶段.对3个阶段的故障电流的解析表达式分别进行了推导,最后得到全过程的故障电流解析表达式.通过在PSCAD/EMTDC中搭建的两端MMC-HVDC系统的仿真模型对解析结果进行了验证,结果表明:故障后10ms内解析结果与仿真结果的最大偏差在3.5％以内,可以满足实际工程应用的需要.