FBMMC直流故障穿越机理及故障清除策略

和敬涵 ，黄威博 ，李海英 ，罗国敏 ，王光江 ，许 寅

（1.北京交通大学 电气工程学院，北京 100044；2.南瑞继保有限公司，江苏 南京 211102）

0 引言

模块化多电平换流器（MMC）是电压源换流器（VSC）的一种拓扑结构，具有诸多优点：模块化设计、可拓展性好、单个器件开关频率低、谐波性能好等［1-3］。其是目前电压源换流站拓扑的主要技术方案。

随着柔性直流输电技术的发展，模块化多电平换流器型直流输电（MMC-HVDC）技术受到越来越多的关注。目前实际MMC工程中基本上都是采用半桥型模块化多电平换流器（HBMMC）。在直流侧发生短路故障时，交流电源将通过子模块中的续流二极管向短路点馈入电流，换流器无法通过闭锁来切断故障电流，故使系统的安全稳定运行受到严重危害［4-5］。一方面，由于高压大功率的直流断路器仍然处于研究开发阶段，其工程应用还不成熟［6］，所以采用直流断路器的方法暂时还无法解决直流侧故障电流问题；另一方面，实际工程中通过断开交流断路器来实现直流侧故障的隔离和清除，但该方法动作速度慢，系统恢复时间长［7］，面对系统内部的故障，尤其是瞬时故障，清除故障的代价比较大。然而，随着交直流混联电网的高速发展和应用需求越来越多，直流系统故障的快速清除就变得非常必要。因此，结合交流断路器实现故障清除的HBMMC限制了MMC在远距离输电和多端直流领域的发展［8-9］。

直流故障保护策略对MMC的可靠运行有重要作用，研究具有直流故障穿越能力的MMC拓扑结构具有重要的应用价值。……