特高压直流输电系统换流阀故障谐波特性研究

针对特高压交直流输电系统谐波总畸变率超标引起的系统保护误动作问题,提出利用频域分析法来研究换流阀故障时产生谐波的特性及其对谐波总畸变率的影响。首先对各阀在故障时的通断特性进行理论分析,然后依托PSCAD/EMTDC建立±800kV特高压直流输电系统模型,并对阀不开通和误开通故障进行仿真分析验证。仿真结果表明,换流阀故障时会产生低次非特征谐波,并导致系统谐波总畸变率超标。上述研究为特高压直流输电系统工程配置滤波器保护而有效抑制谐波提供了参考。

避雷器对换流阀接地故障引起的过电压的限制

随着特高压直流输变电工程的持续建设发展，行业内已积累了部分特高压设备配置、运行、维护和检修的经验，但对换流阀接地故障中避雷器的作用和配置方法还研究得不够深入。本文采用PSCAD中的直流模块对某±800kV直流输电系统建立模型，针对直流系统换流阀故障，分析了未配置避雷器时故障导致的过电压、电流情况，故障持续时间和接地电阻对系统中各位置电压的影响，中性母线电压电流特性以及加入避雷器后的对中性母线过电压的限制。

云广直流工程换流器交流侧接地故障仿真分析

云广直流输电工程采用双12脉动换流器串联的特殊结构，其换流器发生故障时的运行特性有待研究。基于云广直流输电工程控制保护系统的RTDS仿真实验数据，研究了站间通信处于正常和故障两种状态下的换流阀的交流侧接地故障，发现故障电流由于周期性的两相短路和三相短路从而形成周期性变化，建议增加直流极差动87DCM保护动作延时以避免保护动作可能扩大停电范围。

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。