混合级联型直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略

杨硕; 郑安然; 彭意; 郭春义; 赵成勇

doi:10.16081／j.epae.201909049

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

混合级联型直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略

交直流混联电网控制技术 | 更新时间：2026-06-30

- 混合级联型直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略
- DC fault characteristic analysis and recovery control strategy forhybrid cascaded HVDC system
- 电力自动化设备 2019年39卷第9期页码：166-172
- 作者机构：
  
  华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京 102206
- 作者简介：
  
  杨硕（1995—），女，山东枣庄人，硕士研究生，主要研究方向为混合直流输电（E-mail：campsis0909@163.com）；
  郑安然（1995—），女，江西抚州人，硕士研究生，主要研究方向为混合直流输电（E-mail：zhenganran1995@126.com）；
  彭意（1997—），女，湖南湘西人，硕士研究生，主要研究方向为混合直流输电（E-mail：prudenceyi1026@163.com）；
  郭春义（1984—），男，山西阳泉人，副教授，博士，研究方向为高压直流输电和混合直流输电等（E-mail：chunyiguo@ outlook.com）；
  赵成勇（1964—），男，浙江丽水人，教授，博士研究生导师，博士，主要研究方向为柔性直流输电与高压直流输电、电能质量分析与控制等（E-mail：chengyongzhao@ncepu.edu.cn）。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51877077)
- DOI：10.16081／j.epae.201909049
  中图分类号： TM 721.1
- 收稿：2019-01-04，
  
  修回：2019-08-15，
  
  纸质出版：2019-09-10
- 稿件说明：
移动端阅览
杨硕,郑安然,彭意等.混合级联型直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略[J].电力自动化设备,2019,39(09):166-172.

YANG Shuo,ZHENG Anran,PENG Yi,et al.DC fault characteristic analysis and recovery control strategy forhybrid cascaded HVDC system[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):166-172.
杨硕,郑安然,彭意等.混合级联型直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略[J].电力自动化设备,2019,39(09):166-172. DOI： 10.16081／j.epae.201909049.

YANG Shuo,ZHENG Anran,PENG Yi,et al.DC fault characteristic analysis and recovery control strategy forhybrid cascaded HVDC system[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):166-172. DOI： 10.16081／j.epae.201909049.

摘要

整流侧采用LCC、逆变侧采用MMC与LCC串联的混合级联型直流输电系统可实现直流故障穿越、换相失败抑制和大容量功率传输。建立混合级联型直流输电系统模型，设计系统整体控制策略，并利用PSCAD／EMTDC仿真软件研究系统功率阶跃时的动态特性，验证控制策略的有效性。对系统的直流故障特性进行仿真分析，发现若不采取合适措施，系统发生直流故障时会出现由于并联MMC之间的电流分配不均衡而产生过电流现象以及故障清除后系统恢复过程波动大的问题，为此，提出系统故障期间及故障清除后的恢复控制策略，仿真验证了该控制策略的有效性。

Abstract

The hybrid cascaded HVDC system composed of LCC at rectifier side and MMC in series with LCC at inverter side can realize DC fault ride-through，commutation failure suppression and large capacity power transmission. The model of hybrid cascaded HVDC system is established and an overall control stra-tegy is designed. The dynamic characteristics of the system with step power are researched by PSCAD／EMTDC simulation software，which verifies the effectiveness of the proposed control strategy. The DC fault characteristics of the system are simulated and analyzed，and it is found that if proper measures are not taken，the over-current phenomenon caused by unbalanced current distribution between parallel MMCs when DC fault occurs and large fluctuation problem in system recovery process after fault clearing will appear，for which，a fault recovery control strategy during fault and after fault clearing is proposed，and simulation verifies the effectiveness of the control strategy.

关键词

Keywords

references

赵畹君．高压直流输电工程技术［M］．北京：中国电力出版社， 2011 ： 1 - 17 ．

黄弘扬，徐政，许烽 . 多馈入直流输电系统短路比指标的有效性分析［J］. 电力自动化设备， 2012 ， 32 （ 11 ）： 46 - 50 .

HUANG Hongyang ， XU Zheng ， XU Feng . Effectiveness of short circuit ratio index for multi-infeed HVDC system ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2012 ， 32 （ 11 ）： 46 - 50 .

陈仕龙，束洪春，甄颖 . 云广特高压直流输电负极运行换相失败及控制研究［J］. 电力自动化设备， 2013 ， 33 （ 6 ）： 128 - 133 .

CHEN Shilong ， SHU Hongchun ， ZHEN Ying . Commutation fai-lure of Yun-Guang UHVDC transmission system running in negative pole state and its control measures ［J］. Electric Po-wer Automation Equipment ， 2013 ， 33 （ 6 ）： 128 - 133 .

林凌雪，张尧，钟庆，等．多馈入直流输电系统中换相失败研究综述［J］．电网技术， 2006 ， 30 （ 17 ）： 40 - 46 ．

LIN Lingxue ， ZHANG Yao ， ZHONG Qing ， et al ． A survey on commutation failures in multi-infeed HVDC transmission systems ［J］． Power System Technology ， 2006 ， 30 （ 17 ）： 40 - 46 ．

杨佳艺，赵成勇，苑宾，等 . 基于粒子群优化算法的VSC-HVDC系统的控制参数优化策略［J］. 电力自动化设备， 2017 ， 37 （ 12 ）： 178 - 183 .

YANG Jiayi ， ZHAO Chengyong ， YUAN Bin ， et al . Parameter opti-mization of VSC-HVDC control system based on particle swarm optimization algorithm ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2017 ， 37 （ 12 ）： 178 - 183 .

张芳，李静远，李传栋 . 含VSC-HVDC交直流混合系统机电暂态仿真研究［J］. 电力自动化设备， 2016 ， 36 （ 2 ）： 17 - 24 .

ZHANG Fang ， LI Jingyuan ， LI Chuandong . Electromechanical transient simulation of AC-DC hybrid systems containing VSC-HVDC ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2016 ， 36 （ 2 ）： 17 - 24 .

陈海荣，徐政 . 基于同步坐标变换的VSC-HVDC 暂态模型及其控制器［J］. 电工技术学报， 2007 ， 22 （ 2 ）： 121 - 126 .

CHEN Hairong ， XU Zheng ． Transient model and controller design for VSC-HVDC based on synchronous reference frame ［J］． Transactions of China Electrotechnical Society ， 2007 ， 22 （ 2 ）： 121 - 126 ．

LESNICAR A ， MARQUARDT R ． An innovative modular mul-tilevel converter topology suitable for a wide power range ［C］∥ Power Tech Conference Proceedings . Bologna，Italy ： IEEE ， 2003 ： 6 .

杨晓峰，林智钦，郑琼林，等．模块组合多电平变换器的研究综述［J］．中国电机工程学报， 2013 ， 33 （ 6 ）： 1 - 13 ．

YANG Xiaofeng ， LIN Zhiqin ， ZHENG Qionglin ， et al ． A review of modular multilevel converters ［J］． Proceedings of the CSEE ， 2013 ， 33 （ 6 ）： 1 - 13 ．

GUO Chunyi ， ZHAO Chengyong ． Supply of an entirely passive AC network through a double-infeed HVDC system ［J］． IEEE Transactions on Power Electronics ， 2010 ， 25 （ 11 ）： 2835 - 2841 ．

GUO Chunyi ， ZHANG Yi ， GOLE A M ， et al ． Analysis of dual-infeed HVDC with LCC-HVDC and VSC-HVDC ［J］. IEEE Transactions on Power Electronics ， 2012 ， 27 （ 3 ）： 1529 - 1537 ．

NGUYEN T H ， LEE D C ， KIM C K ． A series-connected topo-logy of a diode rectifier and a voltage-source converter for an HVDC transmission system ［J］. IEEE Transactions on Power Electronics ， 2014 ， 29 （ 4 ）： 1579 - 1584 ．

GUO Chunyi ， LIU Wenjing ， ZHAO Chengyong ． Research on the control method for voltage-current source hybrid-HVDC system ［J］． Science China Press ， 2013 ， 43 （ 11 ）： 1281 - 1288 ．

ROHNER S ， BERNET S ， HILLER M ， et al ． Modulation，losses，and semiconductor requirements of modular multilevel conver-ters ［J］． IEEE Transactions on Industrial Electronics ， 2010 ， 57 （ 8 ）： 2633 - 2642 ．

ZHAO Z ， IRAVANI M R . Application of GTO voltage source inverter in a hybrid HVDC link ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 1994 ， 9 （ 1 ）： 369 - 377 .

LI Guangkai ， LI Gengyin ， LIANG Haifeng ， et al ． Operational mechanism and characteristic analysis of novel hybrid HVDC system ［C］∥ International Conference on Power System Tech-nology . Chongqing，China ： IEEE ， 2006 ： 1 - 6 .

KOTB O ， SOOD V K ． A hybrid HVDC transmission system supplying a passive load ［C］∥ Electric Power and Energy Conference（EPEC） . Halifax，NS，Canada ： IEEE ， 2010 ： 1 - 5 .

郭春义，赵成勇， Allan Montanari ，等 . 混合双极高压直流输电系统的特性研究［J］. 中国电机工程学报， 2012 ， 32 （ 10 ）： 98 - 104 .

GUO Chunyi ， ZHAO Chengyong ， Allan Montanari ， et al ． Investigation of hybrid bipolar HVDC system performances ［J］． Proceedings of the CSEE ， 2012 ， 32 （ 10 ）： 98 - 104 ．

郭春义，赵成勇，彭茂兰，等．一种具有直流故障穿越能力的混合直流输电系统［J］．中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 17 ）： 4345 - 4352 ．

GUO Chunyi ， ZHAO Chengyong ， PENG Maolan ， et al ． A hybrid HVDC system with DC fault ride-through capability ［J］． Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 17 ）： 4345 - 4352 .

徐政，王世佳，张哲任，等 . LCC-MMC混合级联型直流输电系统受端接线和控制方式［J］. 电力建设， 2018 ， 39 （ 7 ）： 115 - 122 .

XU Zheng ， WANG Shijia ， ZHANG Zheren ， et al . Inverter station connection modes and control strategies of LCC-MMC hybrid HVDC systems ［J］. Electric Power Construction ， 2018 ， 39 （ 7 ）： 115 - 122 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

考虑蒸发量时空分布特征的小水电站日发电量预测方法

光沼灵活支撑的乡村配电网稳定与经济运行优化

一种双向升降压五桥臂DC-DC变换器

数据-物理串联融合跨层协同的配电网快速潮流计算方法

基于改进LADRC的虚拟同步双馈风机并网系统阻抗特性分析及次同步振荡抑制