基于直流电抗器电压的多端柔性直流电网边界保护方案

发布时间：2019-10-10 10:52

【摘要】：直流故障的快速可靠识别是多端柔性直流电网亟须突破的关键技术之一。基于线路边界元件直流电抗器的特征,提出了一种新型的多端柔性直流电网线路边界保护方案。利用故障线路和非故障线路直流电抗器电压大小和方向的不同,实现故障线路的快速识别;利用故障线路正、负极直流电抗器电压大小的差异进行故障类型和故障极的判别。该方案仅通过单端直流电抗器的电压即可实现对故障的快速检测、识别,不仅能够满足直流电网对保护的要求,而且保护方案简单易实现,对硬件要求较低,无需通信。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建三端柔性直流电网模型,仿真结果验证了该保护方案在不同直流故障和运行情况下的有效性。
【图文】：

的情况下保护均不会误动。1柔性直流系统故障暂态特征直流故障暂态特征分析是直流保护的基础，，因此下文对直流线路双极短路和单极接地故障的暂态特征进行分析。1．1双极短路故障暂态特征分析当直流电抗器线路侧出口处双极短路故障时，在换流器闭锁前，子模块电容迅速放电［17-19］，其放电通路如图1(a)所示。此时的故障等值电路如图1(b)所示。图1MMC双极短路故障放电回路Fig．1DischargecircuitunderMMCpole-to-poleshort-circuitfault图1(b)故障等值电路中的等值参数如式(1)所示。Ｒ=Ｒe=23ＲarmL=Le+2LT=23Larm+2LTC=Ce=6CSMn(1)式中:Ｒe，Le和Ce分别为双极短路故障下MMC等值电阻、电感和电容;Ｒarm和Larm分别为MMC桥臂等效电阻和桥臂电抗;LT为直流电抗器;CSM为子模块电容值;n为MMC每个桥臂的子模块数目。由KVL可得式(2)，其特征根如式(3)所示。LCd2uCdt2+ＲCduCdt+uC=0(2)p1=－σ+jωp2=－σ－jω{(3)式中:σ=Ｒ/(2L);ω=1/(LC)－［Ｒ/(2L)］i

本文编号：2547144