高压直流输电系统后续换相失败风险评估及抑制方法

周博昊，李凤婷，尹纯亚

（新疆大学电气工程学院,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047）

0 引言

换相失败是依靠电网电压换相的高压直流输电技术最常见的故障类型之一［1-3］。若引发首次换相失败的交流系统故障未能及时清除或控制处理不当,恢复阶段直流系统可能出现后续换相失败,易造成局部故障向全局转变,威胁混联系统的安全稳定运行［4-5］。随着特高压直流工程的不断建设、直流容量的不断提升,会造成故障概率、故障容量的不断增加；另一方面,随着新能源装机容量的不断提高,交流系统的抗干扰能力和调节能力持续下降,作为混联系统安全稳定的“攻”“守”双方此消彼长,会造成后续换相失败的影响日益严峻。因此,开展换相失败机理、风险评估及抑制策略的研究具有重要的理论和工程价值。

针对后续换相失败,国内外学者主要从影响因素和抑制策略两方面展开了研究。文献［6］指出不对称故障下,直流电压、电流中存在较大幅值的二次谐波分量。在此基础上,文献［7］通过分析不对称故障下换相过程,发现二次谐波分量会导致超前触发角的波动进而引起后续换相失败的发生,但无法解释对称故障下后续换相失败发生机理。文献［8-9］分别指出电流偏差控制中斜坡函数斜率参数与恢复过程各控制器交互不当会引起后续换相失败的发生。文献［10］在此基础上,通过研究恢复过程系统运行点状态,分析了直流电流恢复引发后续换相失败的原因,并改进低压限流环节实现后续换相失败有效抑制。……