柔性直流输电系统故障分析与保护研究

发布时间：2024-03-06 02:53

　　基于模块化多电平(Modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电技术(MMC-HVDC),以其易扩展,控制灵活,低谐波等优势在大规模新能源并网及远距离大容量输电等领域得到广泛研究和应用,是最具发展前景的直流输电拓扑之一。和交流电网不同,柔性直流输电系统由于本身的“弱惯性”,直流故障传播非常快,尤其是短路故障引起的过电流问题,严重危害系统运行及设备安全。同时,MMC-HVDC换流站由大量的子模块构成,这无疑是增加了子模块故障的概率。大量电力电子元件,增加了系统的非线性,使得大多电气量无法形成准确的解析式表达,增加了保护的难度。鉴于上述问题,本文分别从子模块故障诊断与冗余运行策略,短路电流计算,过电流抑制以及基于数据驱动的人工智能故障保护方法四个方面展开研究,主要工作如下:(1)分析了子模块IGBT短路故障特性,研究电容电压的演变规律,推导出电容电压计算公式,提出基于电容电压计算值的改进微分欠压保护判据,该方法能够快速准确地检测发生短路故障的子模块;结合子模块的开关函数,利用小波变换进行故障IGBT定位,并在不同尺度因子及噪声条件下对比了故障定位效果,仿真...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１三相ＭＭＣ拓扑结构??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ａ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ＭＭＣ??子模块作为ＭＭＣ的最基本的单元，其拓扑结构如图２－２所示

图２－１三相ＭＭＣ拓扑结构??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ａ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ＭＭＣ??子模块作为ＭＭＣ的最基本的单元，其拓扑结构如图２－２所示。Ｔ！和Ｔ２为??ＩＧＢＴ，Ｄｊｌ］Ｄ２为相应的反并联二极管，Ｃ〇为子模块电容，Ｔｏ为旁路晶闸管，Ｂ??为旁路开关。....

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本文编号：3920437