直流電網中VSC的雙極短路故障分析與保護技術研究.pdf

1、由于用戶對電能質量要求的提高和用電負荷的增長，傳統(tǒng)交流電網正面臨越來越多的挑戰(zhàn)。基于全控型整流器件及脈寬調制的直流電網技術，以其控制靈活、即插即用、電能損耗低以及潮流轉換方便等優(yōu)點，正逐漸成為未來電網發(fā)展的趨勢。然而由于實際工程經驗的缺乏和直流斷路器技術發(fā)展的限制，直流電網的保護研究成為制約直流電網系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。本文以直流電網系統(tǒng)為研究對象，重點研究了系統(tǒng)中VSC的數(shù)學模型及控制方法，不同拓撲下直流電網中VSC的故障暫態(tài)分析和故障的檢

2、測與隔離。
　　1、建立了abc三相靜止坐標系和dq兩相旋轉坐標系下VSC的數(shù)學模型，對VSC換流站的雙環(huán)控制方法進行了研究，設計了基于電流前饋補償解耦的電流內環(huán)控制策略，并分別對定直流電壓、定有功功率等外環(huán)控制方法進行了討論，實現(xiàn)了有功和無功功率的解耦控制。
　　2、著重討論了不同直流電網拓撲結構下VSC的雙極短路故障特性。對于雙端直流系統(tǒng)，將故障過程分為電容器放電階段、二極管續(xù)流階段以及不控整流穩(wěn)態(tài)階段，分別對各階段電流

3、電壓等暫態(tài)量進行了求解。對于多端直流樹狀系統(tǒng)以及環(huán)網系統(tǒng)，對故障電路進行了等效簡化，推導出了故障后電流的暫態(tài)表達式。
　　3、對直流電網保護技術中故障檢測和故障隔離方法進行了研究。在故障分析基礎上結合線路出口限流器、直流斷路器及直流方向開關的使用，提出了一種基于故障特征量di/dt的無需換流站間通信的故障檢測方法。針對目前大容量直流斷路器研發(fā)困難和交流斷路器獨立使用時可靠性較差的問題，結合故障后換流器電流的暫態(tài)特性，提出一種由交流