孙 栩，王华伟，雷 霄，赵 兵，王姗姗

（中国电力科学研究院，北京 100192）

0 引言

国家电网公司正在规划建设基于架空线传输的±500 kV柔性直流电网，采用环形结构，所以需要配置高压直流断路器用以隔离故障。直流短路电流是直流电网构建中一个非常重要的问题，其不但是换流阀过流保护的决定判据，还是制造高压大电流直流断路器的关键参数，所以必须对换流器桥臂和直流断路器流过的短路电流进行计算分析。目前对于柔性直流电网的研究，主要集中于协调控制策略［1-8］、换流器拓扑［9-12］、直流断路器研制［13-14］、电力电子变压器设计［15-16］等方面，对于直流电网短路电流的专门分析还比较少，本文将对此进行较为细致的计算。

1 计算条件

1.1 系统条件

目前推荐的换流站站点位置为：抽水蓄能接入的丰宁站、风电接入的张北站、光伏接入的康保站、最终馈入北京站。其中，张北风电联网馈入，而康保的光伏则有可能采用联网或者孤岛方式接入柔性直流电网。4个站点均接入当地500 kV电压等级的电网，其中北京站按63 kA短路电流计算，其余3个站按30 kA短路电流计算；北京站及张北站的额定容量设定为3000 MW，其余2个站的额定容量设定为1500 MW。

1.2 直流电网及换流站拓扑

柔性直流电网的网架结构采用“口”字型结构，如图1所示，直流线路长度如表1所示。

图1 柔性直流电网的网架结构Fig.1 Framework of flexible DC grid

表1 直流线路长度Table 1 DC line lengths

柔性直流换流站主要有2种拓扑：每站1个换流器的对称单极结构和每站2个换流器的对称双极结构。……