基于LCC的高压直流输电线路保护分析及展望

罗澍忻，董新洲

(1. 广东电网有限责任公司电网规划研究中心，广东 广州 510080;2. 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学 电机系)，北京 100084)

高压直流输电技术根据换相方式的不同，可以分为基于电网换相换流器(line commutated converter，LCC)型、基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)型和两者相结合的LCC-MMC混合型[1]。基于LCC的高压直流输电技术具有输电容量大、输电距离远、功率调节灵活等优点，广泛应用于远距离、大容量输电和异步电网互联中[2]。

我国由于能源分布与电力需求的地域差异，大容量远距离输电的需求较大，因此高压直流输电技术在我国有广阔的应用前景。自从1989年我国第一个±500 kV直流输电工程(葛洲坝—南桥)投入运行以来，基于LCC的高压直流输电在我国迅猛发展，形成了±500 kV、±660 kV、±800 kV和±1 100 kV等4个直流电压等级[3]，输电线路总长度和输电总容量已达到世界第一。

高压直流输电线路距离长，且跨越的环境复杂，导致直流输电线路故障发生的概率较大。直流输电线路继电保护承担着快速检测直流线路故障、保障系统安全运行的重任。目前直流工程广泛使用较为简单的低频行波保护构成线路主保护，由于保护原理不完善，在实际运行中出现了保护拒动或误动的情况，进而导致直流系统闭锁[4]。2006年至2011年，我国直流输电工程由于直流线路原因导致直流系统强迫停运66次，占总停运次数的33.2%[5]。由于直流输电系统的输电容量较大，当直流系统发生单极或双极闭锁时，大量输送功率的损失将对系统造成冲击，对交流系统的稳定性产生较大的影响[6]。……