束洪春 代 月 安 娜 田鑫萃 王广雪

基于交叉重叠差分变换的MMC-HVDC线路故障识别方法

束洪春 代 月 安 娜 田鑫萃 王广雪

（昆明理工大学电力工程学院 昆明 650500）

在基于模块化多电平换流器（MMC）的柔性直流输电系统中，高效可靠地识别线路故障是系统安全经济运行的重要保证之一。为快速可靠识别线路故障，提出一种基于交叉重叠差分（SOD）变换的区内外故障识别方法。首先分析MMC等效阻抗模型形成的物理边界对高频分量的衰减作用，当线路发生内部故障时，其故障电压起始变化陡峭、幅值大、长时窗时域波形有振荡；当线路发生外部故障时，其故障电压起始变化平缓、幅值小。其次利用交叉重叠差分对故障电压和故障电流进行变换，变换后的电压和电流信号相乘得到，定义为绝对值的最大值，根据值判断区内外故障。在PSCAD/EMTDC上搭建MMC-HVDC系统仿真模型，仿真结果表明，该方法能可靠准确地识别区内外故障，速动性好，具有较强的耐过渡电阻能力和适用性。

高压直流输电 模块化多电平换流器 物理边界 交叉重叠差分变换 故障特性分析 故障识别

0 引言

模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）是一种新型电压源型换流器拓扑结构[1]，该拓扑采用子模块级联的方式[2]，子模块由绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）和电容组成，可独立控制子模块投入和切除，与传统高压直流输电相比，不存在换相失败问题[3]，且MMC采用阶梯波调制方式[4]，输出的波形质量更高。目前我国在建的柔性直流输电工程大多采用MMC拓扑结构，基于MMC的柔性直流输电已成为直流输电领域的一个重要发展方向[5]。……