李浩原， 周国梁， 王刚， 刘超， 李文津， 徐政

(1. 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北 武汉 430071；2. 浙江大学电气工程学院,浙江 杭州 310027)

0 引言

近年来，随着电力电子技术的发展，模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)凭借其低功耗和输出谐波少而成为高压大功率输电的首选拓扑[1—2]。作为一种新型的电压源换流器，基于MMC的高压直流(high voltage direct current,HVDC)电网没有换相失败问题，这是与传统的基于晶闸管的电网换相换流器相比最重要的优势之一[3—5]。然而随着经济技术的发展，人们对柔性直流输电系统传输容量以及输电可靠性的要求越来越高，因此一些学者提出了双极柔性直流输电系统[6]。双极柔性直流输电系统传输容量为单极传输容量的2倍，并且运行方式更为灵活[7—8]。当双极柔性直流输电系统发生单极故障时，非故障极仍能正常运行，传输一半的额定功率，从而极大地提高输电可靠性。

故障特性分析和故障穿越是柔性直流电网安全稳定运行研究的一个必要课题。在故障保护方面，目前的研究主要集中于直流侧故障的控制保护和交流侧故障穿越等。文献[9—11]研究了直流故障特性及其相关保护策略，文献[12—14]分析了网侧不对称故障下MMC的等值模型和控制方法。而阀侧单相接地故障作为站内故障，虽然出现的可能性较小，但是一旦发生会导致整个系统出现较大的过电压[15]。文献[16]研究了双极柔性直流系统中，阀侧和直流侧分别发生单相接地故障和单极接地故障，以及在换流器闭锁后的故障特性和保护策略；……