交流系統(tǒng)短路故障下MMC對短路電流的影響及抑制策略
發(fā)布時間：2021-09-09 13:35
基于模塊化多電平換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)（MMC-HVDC）接入交流系統(tǒng)可能會對交流斷路器清除短路故障造成影響�；贛MC的拓撲結構和控制策略,分析了交流系統(tǒng)短路故障下MMC對交流斷路器的影響。然后,研究了交流系統(tǒng)發(fā)生對稱短路故障時,MMC的運行工況對短路電流的影響,發(fā)現(xiàn)MMC對短路電流的貢獻主要來源于MMC向交流系統(tǒng)注入的無功功率。接著,研究了交流系統(tǒng)發(fā)生非對稱短路故障時,MMC在不同運行工況下貢獻的三序短路電流的計算方法,得出MMC閥側零序和負序電流為0,閥側正序電流是三相對稱的且大小由運行工況決定的結論。最后,提出了交流系統(tǒng)對稱短路和非對稱短路故障下抑制MMC貢獻的短路電流的控制方法,并通過PSCAD/EMTDC仿真驗證了所得結論的正確性以及控制方法的有效性。
【文章來源】：電力自動化設備. 2020,40(12)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：16 頁
【部分圖文】：
MMC對交流斷路器影響場景Fig.1ScenariosofimpactofMMCon
緦韉姆?翟齟螅?嗔抗叵低既繽?2（c）所示。由上述分析可知，受端MMC對短路電流的貢獻主要來源于受端MMC向交流系統(tǒng)注入的無功功率，與MMC控制方式無直接關聯(lián)。若在控制系統(tǒng)中，設定故障期間受端MMC注入交流系統(tǒng)的無功功率為0，則可以大幅減小短路故障下MMC向交流系統(tǒng)提供的短路電流。3.2MMC交流母線非對稱短路故障下短路電流分析當PCC處發(fā)生單相（a相）短路故障后，系統(tǒng)處于非對稱狀態(tài)，MMC交流母線電壓不再平衡，存在負序分量和零序分量。因此，采用對稱分量法來分圖2受端MMC不同工況下各電流相量Fig.2Currentphasorsatdifferentworkingconditionsofreceiving-endMMC
三相金屬性接地短路故障時，受端MMC的運行工況對短路電流的影響進行仿真驗證。（1）受端MMC僅發(fā)出有功功率，即受端MMC分別采用：①定有功功率（指令值為0.625p.u.）和定無功功率（指令值為0）控制；②定直流電壓（指令值為1p.u.）和定無功功率（指令值為0）控制。t=1s時，在受端PCC處施加持續(xù)0.2s的三相短路故障，短路電流波形（以a相為例）如圖5所示，MMC輸出功率、交流母線電壓、PLL輸出相角和頻率波形見附錄E中的圖E1和圖E2。圖3附加控制器的邏輯框圖Fig.3Logicblockdiagramofadditionalcontroller圖4測試系統(tǒng)結構圖Fig.4Structureoftestsystem圖5受端MMC僅發(fā)出有功功率時的短路電流Fig.5Shortcircuitcurrentswhenreceiving-endMMConlyemitsactivepower
【參考文獻】：
期刊論文
[1]換相失敗下柔性直流與傳統(tǒng)直流互聯(lián)輸電系統(tǒng)的暫態(tài)無功協(xié)調控制策略[J]. 曾雪洋,劉天琪,王順亮,喻悅簫,江琴,陳相. 電力自動化設備. 2019(12)
[2]柔性直流和常規(guī)直流并聯(lián)系統(tǒng)功率調制策略[J]. 朱益華,郭琦,李成翔,常東旭,張建新,陳德?lián)P,朱煜昆. 電力自動化設備. 2019(09)
[3]3種混合直流輸電系統(tǒng)的交流故障特性對比[J]. 李曉棟,徐政,胡四全,張哲任,韓坤,王帥卿. 電力自動化設備. 2019(09)
[4]柔性直流配電網(wǎng)換流站交流母線故障響應特性[J]. 曾冠銘,范春菊,喬林岳,蘇建軍,孫樹敏,李廣磊. 電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2019(01)
[5]基于MMC的多端直流電網(wǎng)雙極短路故障電流計算[J]. 孫吉波,王宇,劉崇茹,伍雙喜,劉俊磊,黃國棟. 電力自動化設備. 2018(11)
[6]柔性直流輸電系統(tǒng)橋臂過流保護定值配合方法[J]. 屠卿瑞,陳橋平,李一泉,焦邵麟,吳梓亮,李潔. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(22)
[7]小電阻接地系統(tǒng)高靈敏性零序電流保護[J]. 李海鋒,陳嘉權,曾德輝,梁遠升,王鋼. 電力自動化設備. 2018(09)
[8]柔性直流輸電系統(tǒng)貢獻交流短路電流的特性分析及計算方法[J]. 易楊,沈豫,林章歲. 高電壓技術. 2018(07)
[9]MMC對交流系統(tǒng)三相短路故障短路電流影響的機理研究[J]. 卜廣全,李英彪,王姍姍,趙兵,王鐵柱,楊艷晨. 中國電機工程學報. 2017(21)
[10]電網(wǎng)電壓不平衡條件下模塊化多電平換流器高壓直流輸電控制策略[J]. 張建坡,李耐心,田新成. 電工技術學報. 2016(22)
碩士論文
[1]柔性直流電網(wǎng)故障特性及其控制策略研究[D]. 李英彪.中國電力科學研究院 2017
[2]采用小電抗接地的高壓變壓器中性點過電壓的研究[D]. 潘慧梅.西南交通大學 2008
本文編號：3392189
【文章來源】：電力自動化設備. 2020,40(12)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：16 頁
【部分圖文】：
MMC對交流斷路器影響場景Fig.1ScenariosofimpactofMMCon
緦韉姆?翟齟螅?嗔抗叵低既繽?2（c）所示。由上述分析可知，受端MMC對短路電流的貢獻主要來源于受端MMC向交流系統(tǒng)注入的無功功率，與MMC控制方式無直接關聯(lián)。若在控制系統(tǒng)中，設定故障期間受端MMC注入交流系統(tǒng)的無功功率為0，則可以大幅減小短路故障下MMC向交流系統(tǒng)提供的短路電流。3.2MMC交流母線非對稱短路故障下短路電流分析當PCC處發(fā)生單相（a相）短路故障后，系統(tǒng)處于非對稱狀態(tài)，MMC交流母線電壓不再平衡，存在負序分量和零序分量。因此，采用對稱分量法來分圖2受端MMC不同工況下各電流相量Fig.2Currentphasorsatdifferentworkingconditionsofreceiving-endMMC
三相金屬性接地短路故障時，受端MMC的運行工況對短路電流的影響進行仿真驗證。（1）受端MMC僅發(fā)出有功功率，即受端MMC分別采用：①定有功功率（指令值為0.625p.u.）和定無功功率（指令值為0）控制；②定直流電壓（指令值為1p.u.）和定無功功率（指令值為0）控制。t=1s時，在受端PCC處施加持續(xù)0.2s的三相短路故障，短路電流波形（以a相為例）如圖5所示，MMC輸出功率、交流母線電壓、PLL輸出相角和頻率波形見附錄E中的圖E1和圖E2。圖3附加控制器的邏輯框圖Fig.3Logicblockdiagramofadditionalcontroller圖4測試系統(tǒng)結構圖Fig.4Structureoftestsystem圖5受端MMC僅發(fā)出有功功率時的短路電流Fig.5Shortcircuitcurrentswhenreceiving-endMMConlyemitsactivepower
【參考文獻】：
期刊論文
[1]換相失敗下柔性直流與傳統(tǒng)直流互聯(lián)輸電系統(tǒng)的暫態(tài)無功協(xié)調控制策略[J]. 曾雪洋,劉天琪,王順亮,喻悅簫,江琴,陳相. 電力自動化設備. 2019(12)
[2]柔性直流和常規(guī)直流并聯(lián)系統(tǒng)功率調制策略[J]. 朱益華,郭琦,李成翔,常東旭,張建新,陳德?lián)P,朱煜昆. 電力自動化設備. 2019(09)
[3]3種混合直流輸電系統(tǒng)的交流故障特性對比[J]. 李曉棟,徐政,胡四全,張哲任,韓坤,王帥卿. 電力自動化設備. 2019(09)
[4]柔性直流配電網(wǎng)換流站交流母線故障響應特性[J]. 曾冠銘,范春菊,喬林岳,蘇建軍,孫樹敏,李廣磊. 電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2019(01)
[5]基于MMC的多端直流電網(wǎng)雙極短路故障電流計算[J]. 孫吉波,王宇,劉崇茹,伍雙喜,劉俊磊,黃國棟. 電力自動化設備. 2018(11)
[6]柔性直流輸電系統(tǒng)橋臂過流保護定值配合方法[J]. 屠卿瑞,陳橋平,李一泉,焦邵麟,吳梓亮,李潔. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(22)
[7]小電阻接地系統(tǒng)高靈敏性零序電流保護[J]. 李海鋒,陳嘉權,曾德輝,梁遠升,王鋼. 電力自動化設備. 2018(09)
[8]柔性直流輸電系統(tǒng)貢獻交流短路電流的特性分析及計算方法[J]. 易楊,沈豫,林章歲. 高電壓技術. 2018(07)
[9]MMC對交流系統(tǒng)三相短路故障短路電流影響的機理研究[J]. 卜廣全,李英彪,王姍姍,趙兵,王鐵柱,楊艷晨. 中國電機工程學報. 2017(21)
[10]電網(wǎng)電壓不平衡條件下模塊化多電平換流器高壓直流輸電控制策略[J]. 張建坡,李耐心,田新成. 電工技術學報. 2016(22)
碩士論文
[1]柔性直流電網(wǎng)故障特性及其控制策略研究[D]. 李英彪.中國電力科學研究院 2017
[2]采用小電抗接地的高壓變壓器中性點過電壓的研究[D]. 潘慧梅.西南交通大學 2008
本文編號：3392189
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