MMC-HVDC系统直流侧单极接地故障的非对称运行控制方法

摘要

本发明公开了一种MMC-HVDC系统直流侧单极接地故障的非对称运行控制方法。对于基于单极对称接线的MMC-HVDC系统，发生直流侧单极接地故障之后，不需要闭锁换流器，通过将故障极桥臂输出电压直流分量设置为零即可快速消除交、直流侧过电压和故障电流，从而消除对交、直流系统的绝缘威胁；通过调整不同桥臂电压交流分量的相角，使系统在隔离直流侧单极接地故障的同时还能继续传输一半的额定有功功率并且为交流系统提供无功支撑，对连接的交、直流系统稳定性有积极意义；故障期间换流器不需要退出运行，系统恢复速度快，整个过程换流器处于受控状态，提高了单极对称接线配置下MMC-HVDC系统对直流侧单极接地故障的主动防御能力。

主权项

一种MMC‑HVDC系统的直流侧单极接地故障的非对称运行控制方法，所述MMC‑HVDC系统中MMC换流器各桥臂具备负电平输出能力，且桥臂的最小负电平输出能力能达到额定直流电压的一半，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)检测判断直流侧是否发生单极接地故障，是则顺序执行步骤(2)，否则继续检测；(2)控制直流侧电压U_dc至额定值U_dc0的一半，调整故障极桥臂输出电压中的直流分量为0，调整非故障极桥臂输出电压中的直流分量为额定直流电压的一半，以消除过电压与故障电流；(3)根据系统要求传输的有功功率和无功功率指令，确定换流器输出三相内电势的参考值e_j，同时根据换流器三相上桥臂总能量ΣW_pj和三相下桥臂总能量ΣW_nj之差，调整三相上、下桥臂输出电压的相角，进而调整三相上、下桥臂输出电压参考值，使非故障极桥臂和故障极桥臂在传输不同功率的同时维持桥臂子模块电容电压的相对平衡，其中，下标j＝a，b，c，分别表示a、b、c三相；(4)在故障极桥臂中注入较小的直流电压分量，判断交流系统接地点是否有故障电流或者接地电阻是否产生压降，是则返回步骤(2)，否则说明单极接地故障已消除，系统恢复正常运行。