柔性直流电网换流器子模块续流过电压机理分析及抑制策略

采用直流侧中性线接地方式的柔性直流电网面临严重的换流器子模块续流过电压问题。为此,首先分析了换流变阀侧单相接地故障下续流过电压的产生机理以及高续流过电压带来的问题,并研究了柔性直流电网中换流器的整流/逆变状态、交流母线电压、换流变档位、无功功率方向、直流潮流分布、网络拓扑结构以及直流断路器状态等因素对续流过电压大小的影响,可用于筛选续流过电压最严重的运行工况;然后提出了一种基于阀控不平衡保护的续流过电压抑制策略,利用故障后桥臂电流的不平衡特性快速识别故障并破坏故障通路,具有较强的快速性优势,可使子模块续流过电压问题得以在换流器本体保护的作用下有效解决,并论证了该保护策略在交/直流侧故障下的故障穿越能力以及在换流站内部故障下的保护选择性;最后,在PSCAD/EMTDC环境中搭建了四端柔性直流电网模型进行仿真分析,验证了所提保护策略的有效性与可靠性。