DC line protection scheme for modular multilevel converter station considering coordination of AC and DC sides

DAI Zhihui; ZHU Huijun; SU Huaibo; LIU Xueyan; JIN Liping; CHEN Xi

doi:10.16081／j.epae.201909011

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DC line protection scheme for modular multilevel converter station considering coordination of AC and DC sides

Protection Technology in AC/DC Hybrid Power Grid | 更新时间：2026-06-30

- DC line protection scheme for modular multilevel converter station considering coordination of AC and DC sides
- Electric Power Automation Equipment Vol. 39, Issue 9, Pages: 109-115(2019)
- 作者机构：
  
  1.华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室，河北保定 071003
  2.国网保定供电公司，河北保定 071000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16081／j.epae.201909011
  CLC： TM 773;TM 721.1
- Received：09 November 2018，
  
  Revised：2019-07-17，
  
  Published：10 September 2019
- 稿件说明：
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戴志辉,朱惠君,苏怀波等.考虑交直流侧协调的模块化多电平换流站直流线路保护方案[J].电力自动化设备,2019,39(09):109-115.

DAI Zhihui,ZHU Huijun,SU Huaibo,et al.DC line protection scheme for modular multilevel converter station considering coordination of AC and DC sides[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):109-115.
戴志辉,朱惠君,苏怀波等.考虑交直流侧协调的模块化多电平换流站直流线路保护方案[J].电力自动化设备,2019,39(09):109-115. DOI： 10.16081／j.epae.201909011.

DAI Zhihui,ZHU Huijun,SU Huaibo,et al.DC line protection scheme for modular multilevel converter station considering coordination of AC and DC sides[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):109-115. DOI： 10.16081／j.epae.201909011.

摘要

在换流站保护中，交直流保护之间往往缺乏配合，且存在直流保护的速动性难以满足要求、故障区域难以确定等难点。为此，根据模块化多电平换流器（MMC）闭锁前后直流二次谐波电流与交流负序电流特征，提出了换流站交直流故障辨识方法，可有效区分交、直流故障，确定故障区域。在此基础上，提出了交、直流侧协调配合的换流站直流保护方案。最后，结合光伏直流汇集接入系统的PSCAD／EMTDC模型，验证了交直流故障辨识方法的可行性以及交、直流侧协调配合的直流保护方案的可靠性。结果表明，所提方法能有效识别交、直流故障，且受过渡电阻的影响较小。

Abstract

In the protection of converter station，the coordination between AC and DC protections has not been fully addressed，and the tripping speed of DC protection is not quick enough and the fault area is difficult to be identified accurately. Therefore，an approach for discriminating AC and DC faults near MMC（Modular Multilevel Converter） station is proposed based on characteristics of DC-side second harmonic current and AC-side negative-sequence current before and after the blocking of MMC，which can effectively distinguish AC faults from DC ones and determine the fault area. On this basis，a DC protection scheme for MMC station considering the coordination between AC and DC side protections is proposed. Finally， the feasibility of the AC／DC fault discrimination approach and the reliability of the DC protection scheme considering the coordination between AC and DC side protections are verified by the PSCAD／EMTDC model of a photovoltaic grid-connected system. Results demonstrate that the proposed approach can discriminate AC and DC faults while being slightly affected by the transition resistance.

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