基于钳位型断路器的柔直系统控保协同技术

摘要

柔性直流系统以其在输电领域的巨大优势而获得广泛应用．但在直流系统中，短路故障的强冲击性与电力电子器件的脆弱性之间的矛盾异常尖锐，现有保护策略难以同时满足高速动性与高可靠性的要求．本文从控保协同思想出发，基于一种电压钳位原理的直流断路器，提出一种新的故障处理模式，初步探究在柔直系统中控制与保护深度融合的可能性．当发生短路故障时，投入断路器和换流器相配合的限流功能，一方面限制电力电子器件的过流，解决其脆弱性问题；另一方面为保护提供边界，辅助实现故障的快速定位．在甄别出故障线路后，利用断路器的故障切除功能将故障隔离．此方案同时实现了故障限流、保护边界和故障切除3项功能，可有效缓减由于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)器件脆弱性所带来的一系列保护问题．在PSCAD/EMTDC中搭建四端双极柔性直流电网模型，仿真结果表明，本控保协同方案能在5 ms内准确识别并隔离故障线路，而且具有较强的耐受过渡电阻能力．

关键词

柔性直流系统 / 控保协同 / 直流断路器 / 故障限流 / 故障定位