受端混联LCC-VSC特高压直流输电系统故障穿越方法

王冰倩，赵文强，侍乔明，田杰，常昊添

(南京南瑞继保电气有限公司，江苏 南京 211102)

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随着直流输电技术的快速发展，基于电网换相换流器的高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current，LCC-HVDC)技术日趋成熟，常规高压直流输电系统具有远距离、大容量、低成本等优点[1—4]。但逆变侧交流电压受到扰动时，电网换相换流器容易发生换相失败，给交直流系统稳定运行带来严重影响[5—6]。基于电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current，VSC-HVDC)技术具有无换相失败、无需无功补偿等优点[7]。基于LCC-VSC的混合直流输电技术结合常规直流输电和柔性直流输电的优点，可提供更灵活的输电方式，但其复杂的拓扑结构和灵活的运行方式，给直流系统的控制策略、交直流故障穿越策略等带来了新的挑战。混合直流输电系统的拓扑结构、运行特性及控制策略等成为了国内外学者的研究热点[8—10]。

文中以整流站采用LCC，逆变站采用LCC和多个VSC级联的受端混联型LCC-VSC直流输电系统为研究对象，该混联型结构具有可以改善逆变侧交流电压稳定性、降低换相失败发生概率等优点。该拓扑可利用LCC的单向导电特性阻断直流线路故障时VSC的反向馈入电流，同时结合VSC功率指令控制可实现直流故障快速穿越和恢复[11]，但VSC所连交流系统发生严重故障时，输电系统可能无法实现故障穿越。

针对柔性直流输电系统的交直流故障穿越问题已有较多研究，例如在风电场直流侧安装耗能装置[12—14]，从整流侧、逆变侧分别调整控制策略[15—21]。文献[15]通过在风电场模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)直流侧安装耗散电阻和斩波电阻来耗散过剩功率，实现交直流故障穿越，但该方案对特高压工程而言成本过高。……