3种混合直流输电系统的交流故障特性对比

李晓栋; 徐政; 胡四全; 张哲任; 韩坤; 王帅卿

doi:10.16081／j.epae.201909051

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3种混合直流输电系统的交流故障特性对比

交直流混联电网仿真与故障分析技术 | 更新时间：2026-06-30

- 3种混合直流输电系统的交流故障特性对比
- Comparison of AC fault characteristics among three types of hybrid HVDC system
- 电力自动化设备 2019年39卷第9期页码：228-235
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江杭州 310027
  2.许继集团有限公司，河南许昌 461000
- 作者简介：
  
  李晓栋（1994 —），男，河南卢氏人，博士研究生，主要研究方向为直流输电与柔性交流输电（E-mail：sdu_lxd@126.com）；
  徐政（1962 —），男，浙江海宁人，教授，博士研究生导师，通信作者，主要研究方向为大规模交直流电力系统分析、直流输电与柔性交流输电、电力谐波与电能质量等（E-mail：xuzheng007@zju.edu.cn）；
  胡四全（1976 —），男，河南潢川人，高级工程师，硕士，主要从事电力电子产品的研发和直流系统设计方面的工作（E-mail：husiquan_xj@126.com）；
  张哲任（1988 —），男，浙江杭州人，工程师，博士，主要从事柔性直流输电领域的研究工作（E-mail：zhangzheren@zju.edu.cn）；
  韩坤（1983 —），男，江苏徐州人，高级工程师，硕士，研究方向为柔性直流输电系统分析与控制（E-mail：hk20031009@163.com）；
  王帅卿（1990 —），男，河南禹州人，硕士，主要从事常规直流输电换流阀、柔性直流输电换流阀的研发和工程应用工作（E-mail：yucitongshi@126.com）。
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司总部科技项目（特高压混合级联多端直流换流阀关键技术研究）
- DOI：10.16081／j.epae.201909051
  中图分类号： TM 721.3
- 收稿：2019-02-27，
  
  修回：2019-08-14，
  
  纸质出版：2019-09-10
- 稿件说明：
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李晓栋,徐政,胡四全等.3种混合直流输电系统的交流故障特性对比[J].电力自动化设备,2019,39(09):228-235.

LI Xiaodong,XU Zheng,HU Siquan,et al.Comparison of AC fault characteristics among three types of hybrid HVDC system[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):228-235.
李晓栋,徐政,胡四全等.3种混合直流输电系统的交流故障特性对比[J].电力自动化设备,2019,39(09):228-235. DOI： 10.16081／j.epae.201909051.

LI Xiaodong,XU Zheng,HU Siquan,et al.Comparison of AC fault characteristics among three types of hybrid HVDC system[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):228-235. DOI： 10.16081／j.epae.201909051.

摘要

综合电网换相换流器（LCC）和模块化多电平换流器（MMC）的优点，并针对我国西电东送的实际场景，对如下3种目前比较有应用价值的混合直流输电系统方案进行研究：方案1的送端采用LCC，受端采用半桥子模块型MMC串联二极管阀；方案2的送端采用LCC，受端采用全桥子模块与半桥子模块构成的子模块混合型MMC；方案3的送端采用LCC，受端采用LCC和半桥子模块型MMC构成的串联混合型换流器。首先，分别介绍了3种混合直流输电系统的拓扑结构、数学模型及控制方式；然后，在PSCAD／EMTDC中搭建了3种混合直流输电系统，对3种混合直流系统在送端交流系统故障和受端交流系统故障情景下的响应特性进行对比分析；最后，基于仿真结果总结了每种拓扑结构的优劣势。仿真结果表明，在送端交流系统故障的情景下，方案1可能会出现功率中断；在受端交流系统故障的情景下，方案1的故障响应特性要优于其他2种方案。

Abstract

Considering the advantages of LCC（Line Commutated Converter） and MMC（Modular Multilevel Converter），and aiming at the actual scenario of China’s West-East Power Transmission Project，the follo-wing three types of hybrid HVDC（High Voltage Direct Current） system scheme are studied，which are currently of great application value. In Scheme 1，the sending end adopts LCC and the receiving end adopts half-bridge sub-module MMC with series diode valve；in Scheme 2，the sending end adopts LCC and the receiving end adopts the hybrid MMC composed of full-bridge sub-modules and half-bridge sub-modules；in Scheme 3，the sending end adopts LCC and the receiving end adopts the hybrid converter composed of LCC and half-bridge sub-module MMC in series. Firstly，the topological structure，mathematical model and control mode of three types of hybrid HVDC system are introduced respectively. Then，three types of hybrid HVDC system are built in PSCAD／EMTDC，and their response characteristics under fault scenarios of AC system at sending and receiving ends are compared and analyzed. Finally，the advantages and disadvantages of each topological structure are summarized based on the simulative results. Simulative results show that the power interruption may occur in Scheme 1 when fault occurs in the AC system at sending end，and the fault response characteristics of Scheme 1 are better than those of the other two schemes when fault occurs in the AC system at the receiving end.

关键词

Keywords

references

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