柔性直流电网极间短路故障穿越策略与关键技术研究

发布时间：2021-01-25 14:54

　　随着柔性直流输电技术的发展,多端直流与直流电网是目前学术研究的热点和直流输电工程建设的重要方向。基于模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）的直流电网可以有效缓解我国大规模新能源并网与消纳的迫切需求,然而直流电网存在新的技术难点需要解决,主要难点之一就是缺乏成熟的故障检测与保护策略。由于直流电网阻尼小且极间短路故障发展速度快,所以对故障隔离速度的要求远高于交流系统,一般需要在5ms之内将故障有效隔离;同时直流故障电流不存在自然过零点,造成故障电流分断难度远大于交流系统,因此如何设计适用于直流电网极间短路故障穿越的有效方案具有较大挑战。论文针对直流电网极间短路故障穿越的挑战,主要从以下几个方面对故障保护策略进行研究:（1）针对非选择性故障处理策略,从源侧的角度,主要研究通过闭锁换流器的方式处理直流故障,提出了一种低损耗且具备直流故障穿越能力的新型MMC子模块拓扑。分析了基于所提子模块的直流故障穿越原理并设计了相应的故障穿越策略,并从成本、运行损耗角度将所提拓扑与现有子模块拓扑进行了对比分析,所提子模块的器件使用量为现有同类子模块的最低水平,且... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

MMC拓扑图

Ｆｉｇ．２－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＭ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??Ｃ的工作原理??ＭＭＣ的等效电路图如图２－３所ｔｆ。其中ｐ和ｎ表示换流相对于参考中性点〇的电压分别为ｔ／ｄｅ／２和－ｔ／ｄｅ／２，换称性，可通过子模块的投切控制桥臂输出电压，故每控电压源，以ａ相为例，忽略桥臂等效电阻７？以及桥得：??１４??

．?５??图２－１?ＭＭＣ拓扑图??Ｆｉｇ．２－１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＭＭＣ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??Ｔ丨欠?ＡＤ丨??？?＾ＳＭ???—ｉ－??－°￣??—?ｃ?ｕｃ??ｋ２?ｋ丨厂ｊ－??ＵｓＭ?＼?Ａ?ＴＨ?ａ?ｄ２??！〇?Ｔ?ｋｉ?Ｔ??图２－２子模块ＳＭ结构图??Ｆｉｇ．２－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＭ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??２．２．２?ＭＭＣ的工作原理??单端ＭＭＣ的等效电路图如图２－３所ｔｆ。其中ｐ和ｎ表示换流器直流侧的正??负极，它们相对于参考中性点〇的电压分别为ｔ／ｄｅ／２和－ｔ／ｄｅ／２，换流器中三个相??单元具有对称性，可通过子模块的投切控制桥臂输出电压，故每相桥臂均可以等??效为一个可控电压源，以ａ相为例，忽略桥臂等效电阻７？以及桥臂电抗器心的??电压降，可得：??１４??

【参考文献】：
期刊论文
[1]适应城市电网的多端柔性直流输电可行性分析及仿真研究[J]. 马洲俊,王勇,吴峻恒,许洪华,刘飞.  全球能源互联网. 2019(01)
[2]降低MMC子模块电容电压纹波幅值的方法综述[J]. 许建中,李钰,陆锋,樊强,赵成勇,熊小玲,屈海涛.  中国电机工程学报. 2019(02)
[3]基于级联全桥型混合直流断路器的直流电网故障恢复策略研究[J]. 姚为正,张浩,吴金龙,王先为,刘欣和,行登江,郝俊芳.  高压电器. 2018(12)
[4]我国中长期电力需求增长趋势研究[J]. 邱波,赵勇,夏清.  中国能源. 2018(11)
[5]特高压交直流电网系统保护及其关键技术[J]. 陈国平,李明节,许涛.  电力系统自动化. 2018(22)
[6]特高压多端直流技术的应用及前景分析[J]. 刘强,杜忠明,佟明东,戴剑锋,庄宗良.  南方电网技术. 2018(11)
[7]柔性直流电网线路超高速行波保护原理与实现[J]. 汤兰西,董新洲,施慎行,孔明,邱宇峰.  电网技术. 2018(10)
[8]应用于高压直流电网充电启动的混合式直流断路器[J]. 王国英,Arman Hassanpoor,邓娜,Vinothkumar K.  全球能源互联网. 2018(04)
[9]机械式高压直流断路器工程应用研究[J]. 陈名,黎小林,许树楷,张祖安,李岩,饶宏,何俊佳,李艳林.  全球能源互联网. 2018(04)
[10]双极柔性直流电网短路电流暂态特性分析[J]. 裴翔羽,汤广福,张盛梅,谢素娟,吴亚楠,杨杰.  全球能源互联网. 2018(04)



本文编号：2999421