摘要：模块化多电平换流器高压直流输电电网发生直流短路故障时,具有故障电流上升速率快、峰值高等特征,会严重危害电网安全。为了抑制故障电流发展,缓和高压直流断路器开断电流大小与故障切除时间之间的矛盾,需要在直流侧配置限流设备。首先,研究双极短路故障下不同类型限流设备的工作机理,并从暂态能量的角度探讨能量释放源的分布情况、暂态能量的演化特征及限流设备参数对其限流能力的影响;其次,提出基于NSGA-Ⅱ优化算法的故障限流器与直流电抗器参数优化配置计算方法;最后,在PSCAD/EMTDC仿真系统中搭建四端双极柔性直流电网模型,针对不同电气需求的应用场景,设计相应的限流设备参数优化方案。仿真测试结果表明,该优化方法能够正确地配置限流设备的参数,提高限流设备对暂态能量的抑制效率,验证了所提方法的有效性与可靠性。

摘要：双极短路故障作为最严重的直流系统故障,研究该场景下海上风电模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)并网系统的暂态运行特性对于系统的断路器配置与控制方案设计有着重要意义。首先分析了直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB)未动作时换流站短路电流的产生机理,并提出了风电场侧与电网侧交、直流短路电流的计算方法。其次,研究了计及DCCB控制作用下换流站交、直流侧暂态电压、电流特性,并考虑了风电场运行工况和限流电抗参数对其暂态特性的影响。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了全系统的电磁暂态模型,通过仿真分析了双极短路故障下有无DCCB控制时换流站的暂态电压、电流特性。研究表明:所提短路电流计算方法具有良好的精度,且DCCB动作后风电场侧交、直流电压恢复速率与其输出有功功率呈正相关关系。该研究工作可为系统的电气设计、断路器选型提供理论依据,也可为系统故障恢复阶段控制方案的制定奠定基础。

摘要：中压柔性直流配电网在新能源平滑接入、直流负荷高效供电等方面具备突出的优势,是配电网重要发展方向之一。双极短路故障作为最严重的直流系统故障,其故障发展速度快,短路电流冲击大,研究该场景下中压柔性直流配网如何故障穿越并实现快速故障恢复,对于提高中压柔直配网的供电可靠性与运行安全性具有重要的意义。针对中压柔性直流配电网中配网全桥柔直换流器,提出了故障穿越的控制方法和故障穿越的逻辑设计原则。最后,仿真与现场试验结果证明了所提中压柔直配网全桥换流器双极短路故障穿越方法的可行性和有效性。

摘要：混合型模块化多电平换流器通过零压控制限制直流侧故障电流,为准确分析计算故障后直流侧电流,考虑不同阶段控制系统作用建立其等值模型,并设计故障电流求解计算方法。在零压控制前,构建混合型MMC的串联RLC等值模型,利用受控电流源表征交流馈入能量对故障电流的影响;在零压控制后,分析上下桥臂电压动态调整对故障电流的影响,构建相应混合型MMC等值模型提高计算精度。采用状态空间方程计算2个阶段的直流短路电流,通过电容电压置零来计及零压控制后子模块投切引起直流侧电压复零的特性。基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了双极混合型MMC直流输电系统,在不同工况下通过与详细电磁暂态仿真结果对比,验证了所提短路电流计算方法的准确性。

摘要：以双端柔性直流配电网为例进行分析,研究了直流配电网的多种运行方式以及不同运行模式间的切换策略,对柔性直流配电网合环运行工况下的直流短路故障电流进行研究,提出了短路后极短暂时间内的故障电流计算方法。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了仿真模型,逐一验证了所提出的柔性直流配电网运行模式与切换策略,并仿真模拟了最严重情况下的直流侧双极短路故障。仿真结果表明:提出的直流配电网暂态故障电流计算方法能够精准预测故障电流最值,为限流设备的设计和选型提供依据。