刘 坤，张英敏，彭宇锋

(四川大学电气工程学院，成都 610065)

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统(modular mutilevel converter high voltage direct current, MMC-HVDC)拥有灵活改变输出功率及电压水平等优点，在新能源接入、区域互联等方面有广阔的前景[1-2]。中国目前已投运的柔性直流工程均采用模块化多电平换流器[3-4]，对于大容量远距离输电的柔直电网，采用架空线路是发展趋势[5]。与电缆相比，架空线路发生故障的概率较高[6]，一般有双极短路故障、单极接地故障以及断线故障三种，其中单极接地故障是直流侧最常见的故障类型。

由于直流系统的低阻尼特性，直流侧发生短路故障后，故障电流迅速上升且峰值较高，主要由各相桥臂子模块电容的放电电流构成[7]。此外换流站的控制环节也会对故障电流产生影响[8]。当前建成的实际工程中换流器大部分采用不具备故障阻断能力的半桥(half-bridge, HB)子模块[9]，因此掌握更精确的故障电流计算方法对于系统器件及相关参数的设计十分重要。

文献[10]研究了对称双极和对称单极MMC-HVDC系统的直流侧单极接地故障，分析了二者在故障机理和短路电流路径等方面的差异以及桥臂故障电流的不同阶段，并针对不同的电气参数分析了故障电流的变化规律。文献[11]提出一种适用于对称单极多端直流(multi-terminal high voltage direct current, MTDC)系统的单极接地故障电流计算方法，将故障通路等效为二阶RLC电路，建立了故障后多端系统的状态方程组，通过求解状态方程组得到故障电流近似解，但其仅考虑子模块放电因素，忽略了换流站控制方式的影响，计算结果与仿真值会产生误差。……