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基于MMC主動(dòng)電壓式的HVDC輸電線路暫態(tài)故障測(cè)距方法

來(lái)源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2023-11-10 09:10 瀏覽次數(shù)：226

基于MMC主動(dòng)電壓式的HVDC輸電線路暫態(tài)故障測(cè)距方法

丁煜蓉¹，仝凌云¹，廖家齊²，劉詠鑫¹

(1 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司南京供電分公司，江蘇南京 210019；

2 新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210037)

摘要：針對(duì)模塊化多電平柔性高壓直流 (MMC-HVDC) 輸電線路的兩種不同故障類(lèi)型提出了一種基于 MMC 主動(dòng)電壓式的暫態(tài)法故障測(cè)距方法，該方法利用 MMC 模塊的可控性技術(shù)，使兩側(cè) MMC 在不影響線路正常運(yùn)行并易于檢測(cè)的條件下產(chǎn)生主動(dòng)性電壓，對(duì)其放電的暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行分析，通過(guò)將兩種故障類(lèi)型的輸電線路進(jìn)行簡(jiǎn)化，求解二階暫態(tài)方程，得到故障距離。隨機(jī)選取錄波數(shù)據(jù)點(diǎn)，利用所推導(dǎo)出的兩種故障類(lèi)型的測(cè)距表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。結(jié)論表明單極接地短路故障測(cè)距的誤差率基本可穩(wěn)定控制在 1.5% 以內(nèi)，而雙極短路故障測(cè)距在故障點(diǎn)接近線路中段時(shí)的誤差率可控制在 2% 以內(nèi)，驗(yàn)證了該仿真系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞： 模塊化多電平柔性高壓直流；故障測(cè)距；暫態(tài)法；主動(dòng)電壓；電容放電

中圖分類(lèi)號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3175(2023)11-0050-07

Transient Fault Location Method of HVDC Transmission

Lines Based on MMC Active Voltage

DING Yu-rong¹, TONG Ling-yun¹, LIAO Jia-qi², LIU Yong-xin¹

（1 State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd. Nanjing Power Supply Branch, Nanjing 210019, China;

2 State Key Laboratory of New Energy and Energy Storage Operation Control, Nanjing 210037, China）

Abstract: A transient fault location method based on Modular Multilevel Converter(MMC) active voltage is proposed for two different fault types of MMC-HVDC transmission line. It uses the controllability of the MMC module to generate active voltage on both sides of MMC as the situation does not affect the normal operation of lines and is easy to detect. Then, after analyzing the transient process of discharge, two types of fault lines is simplified to solve the corresponding second-order transient equations to get the fault distance. Third,through randomly selecting recording data points, the derived location expressions of two fault types are used to calculate the location. The error rate of single-pole ground fault location can be controlled within 1.5%, and that of bipolar fault location can be controlled within 2%,which verifies the accuracy of the simulation system.

Key words: modular multilevel converter-high voltage direct current; fault location; transient method; active voltage; capacitor discharge

參考文獻(xiàn)

[1] 姚艷萍. 基于 MMC-HVDC 的控制策略仿真分析與故障測(cè)距研究[D]. 昆明：昆明理工大學(xué)，2017.

[2] 覃劍，陳祥訓(xùn)，雷林緒. 輸電線路行波故障測(cè)距技術(shù)及小波變換應(yīng)用[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2014.

[3] 韋延方，衛(wèi)志農(nóng)，孫國(guó)強(qiáng)，等. 一種新型的高壓直流輸電技術(shù)——MMC-HVDC[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備，2012，32(7) ：1-9.

[4] 謝菁，陳平. 直流輸電線路行波故障測(cè)距系統(tǒng)[J].山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，20(3) ：47-50.

[5] 韋延方，鄭征，王曉衛(wèi). 柔性直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)潮流建模與仿真[M]. 北京：科學(xué)出版社，2015.

[6] 張懌寧，郝洪民，李京，等. 脈沖注入法用于直流輸電系統(tǒng)接地極線路故障測(cè)距[J] . 電網(wǎng)與清潔能源，2016，32(12) ：63-68.

[7] 王帥，畢天姝，賈科. 基于主動(dòng)脈沖的 MMC-HVDC 單極接地故障測(cè)距[J] . 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2017，32(1) ：12-19.

[8] 和敬涵，張明，羅國(guó)敏，等. 一種利用故障暫態(tài)過(guò)程的柔性直流配電網(wǎng)故障測(cè)距方法[J] . 電網(wǎng)技術(shù)，2017，41(3) ：985-992.

[9] 馬延凱. 基于小波分析的輸電線路行波故障測(cè)距的研究[D]. 濟(jì)南：山東大學(xué)，2006.

[10] 余平，袁兆強(qiáng)，凌艷. 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波器在行波保護(hù)中的應(yīng)用研究[J] . 廣東輸電與變電技術(shù)，2007(4) ：1-3.

[11] 李學(xué)鵬. 高壓直流輸電線路行波保護(hù)及其故障定位的研究[D]. 北京：華北電力大學(xué)，2006.

[12] 張懌寧，郝洪民，李京，等. 脈沖注入法和單端故障行波法相結(jié)合的直流輸電系統(tǒng)接地極線路故障測(cè)距[J] . 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2017，45(20) ：117-122.

[13] BAPIRAJU J V V N, MANOHAR P.Fault estimation with analytical cable model for MMC-HVDC in offshore applications[C]//2017 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC)，2017 ：1-6.

[14] LYU C, TAI N, ZHENG X.Protection principle for MMC-HVDC DC lines based on boundary signals[J].The Journal of Engineering，2017(13) ：961-965.

[15] 朱玲，符曉巍，胡曉波，等. 模塊化多電平變流器 HVDC 系統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制[J] . 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42(16) ：1-8.

[16] 郭曉茜，崔翔，齊磊. 架空線雙極 MMC-HVDC 系統(tǒng)直流短路故障分析和保護(hù)[J] . 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2017，37(8) ：2177-2184.

[17] 王帥. 模塊化多電平柔性直流輸電線路故障快速檢測(cè)方法研究[D]. 北京：華北電力大學(xué)，2017.

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