基于MMC拓扑的多端柔性直流输电系统交流侧故障时的控制策略研究.pdfVIP

2012 年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集 基于MMC 拓扑的多端柔性直流输电系 统交流侧故障时的控制策略研究 郝为瀚 （广东省电力设计研究院，广州市 萝岗区 510663） 摘要：对基于MMC 拓扑的多端柔性直流输电系统交流侧故障时对系统的影响进行分析，建立了系统的模型，根 据分序控制原理制定了换流站的控制策略，对控制器的具体环节进行了设计，并通过仿真验证了各换流站在系统故 障时对系统电压的稳定作用。 关键词：多端柔性直流输电系统，MMC，交流侧故障，分序控制 1 引言 柔性型直流输电系统一端换流站故障退出后，另一端换流站也将退出运行。而基于VSC 的多 Voltage Source Converter-MultiTerminal HVDC VSC-MTDC 端直流输电系统 （ ， ）既能够解决该问 题，在一端退出运行后，其他换流站能够继续保持运行状态。多端系统特有的经济、灵活、可靠 VSC-HVDC VSC-MTDC 等特点，更适用于分布式发电以及电力市场等领域，比 更具有技术优势， [1-4] 更能保证电源的可靠输出以及对无源网络的本地负荷供电 。 Modular Multilevel Converter MMC 模块化多电平换流器（ ， ）在以柔性直流输电为代表的中高 压领域具有明显的应用优势。其优点是：可以适应更高的电压等级和功率要求，实现难度低于开 关管串联；模块化设计可以方便地提高装置冗余度，且直流电容分布在每个子模块中，可靠性大 大增加；同时，换流器电平数可以扩展到很多，从而使输出电压具有较小的谐波含量，并可降低 [5-6] 器件开关频率以降低损耗 。 由于多端柔性直流输电系统的特点就是在交流侧发生故障时，系统应具备一定的低电压穿越 能力，不因为远处的交流系统故障而导致系统的停运；且在一端换流站发生交流侧故障时不会影 [7] 响其他换流站的运行 。因此，这就要求系统必须确定相应的控制策略，在系统在交流侧故障时 能将故障影响控制在一个运行允许的范围内，保证系统的稳定性。 2 交流系统故障对柔性直流输电系统的影响 交流系统发生短路故障后，故障点的交流电压降低，阻碍了功率的正常传输，系统输入、输 出能量的不均衡会导致直流系统电压异常；不对称故障还会在故障点处产生交流负序和零序电压。 在换流器未设计负序、零序控制器时，负序电压和零序电压将通过负序和零序通路，形成负序和 零序电流。负序和零序电流导致电容电流、电容电压、桥臂输出电压等电气量的变化，对换流器 1 MMC 的性能带来很大的影响。图 为基于 拓扑的多端柔性直流输电系统的示意图，系统为风电 2 VSC2 VSC3 VSC1 场接入 个送端换流站 、 ，经直流线路送至受端换流站 。 975 2012 年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集 VSC3 换流站3 风电场2 VSC1