朱思丞, 赵成勇, 李承昱, 许建中

(新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学), 北京市 102206)

0 引言

模块化多电平换流器(MMC)型柔性直流电网技术近些年受到广泛的关注[1-5],是光伏发电和风力发电等新能源大规模接入电网的重要技术手段[6-7]。在直流电网发生直流故障瞬间,换流器子模块电容向故障点快速放电,导致直流电流迅速增大,直流电压下降,从而对直流电网系统造成严重危害[8]。直流电网保护系统需要具备极高的响应速度。

在直流故障发生后,故障限流器(fault current limiter,FCL)可以一定程度地限制故障电流上升,直至故障线路切除,可以使故障电流保持在系统允许范围内,并且降低对直流断路器切除故障动作时间、开断容量等方面的要求,有助于直流侧故障的安全可靠隔离,提高直流系统可靠性[9]。

很多学者对直流系统限流措施做了相应研究。文献[10]提出在多端柔性直流系统中通过增加电感的方法来抑制直流侧故障电流,但并未对限流特性进行分析,且电感参数的选择方法缺乏一定理论依据。直流断路器切除故障后,限流电感中的能量无法释放,容易产生过电压,影响换流站设备的绝缘。文献[11]提出通过在直流线路两端串入限流电路的方法来限制故障电流的峰值和电流的上升速率,并给出相关参数的理论计算方法。文献[12]对直流断路器的限流控制进行了分析,指出在系统参数一定的情况下,限流参考值的大小直接影响避雷器吸收能量的多少。……