直流输电系统换相失败研究综述

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1、第33卷第11期电力自动化设备Ｖｏｌ．33Ｎｏ．11２０13年11月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔNov.２０13直流输电系统换相失败研究综述袁阳11221，卫志农，雷霄，王华伟，孙国强（1.河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心，江苏南京210098；2．中国电力科学研究院，北京100192）摘要：分析了直流输电系统换相失败机理，介绍了多馈入直流（MIDC）输电系统中与换相失败相关的多馈入交互作用因子（MIIF）；通过分析逆变系统运行时与关断角密切相关的系统参数和电气量，归纳了影响直流输电系统换相失败的主要影响因素；介绍了用以

2、判断换相失败的主要判别方法，同时给出了耦合阻抗、MIIF及有效短路比判别MIDC输电系统中不同换流站是否同时发生换相失败的方法；总结了换相失败的抑制措施以及换相失败后系统的恢复策略。关键词：直流输电；多馈入直流输电系统；换相失败；逆变器；故障恢复中图分类号：TM721.1；TM711文献标识码：ADOI：10.3969／j.issn.1006－6047.2013.11.0250引言的研究较少涉及，与此同时近年来的相关研究现状也值得进一步梳理。为此，本文将从以下方面分析、整HVDC电能输送容量大，同时兼顾传输损耗低、理或归纳直流输电换相失败相关研究内容。输电功率调节或反

3、转迅速灵活、输电可靠性高、非同a.机理分析：从换相失败的定义出发，根据其最步联络能力强等优点，因此在远距离、大区域的电网根本的判据，即关断角γ小于固有极限关断角γmin时互联及大容量输电等方面应用广泛［1］。我国将形成逆变器发生换相失败，通过逆变侧直流及换流母线规模庞大、形式复杂的多馈入直流MIDC（Multi鄄电压波形来研究有关电气物理量之间的数学关系。［2］InfeedDirectCurrent）输电系统。同时，引述目前用以研究MIDC系统的基于节点阻抗作为高压直流输电系统最为常见的典型系统故矩阵的多馈入交互作用因子MIIF（Multi鄄InfeedIn鄄障，换相

4、失败会引起直流电压下降和直流电流短时teractionFactor）。增大等影响系统运行的不利因素；连续的换相失败b.影响因素：以换相失败机理分析为依据，分析容易引起直流系统降额运行，甚至造成阀组闭锁或和梳理影响换相失败尤其是逆变器换相失败的宏观极闭锁［3］。随着ＭＩＤＣ规模的增大及直流落点间电气影响因素，同时简要归纳目前尚未全面研究的MIDC距离的减小，受端交流系统故障时，可能引起多回直系统中换相失败的主要影响因素。流同时或相继换相失败；当交流故障严重时，多回直c.判据研究：鉴于换相失败的固有特点和其众流换相失败的发生可能导致直流功率传输中断，严多的影响因素，换相失

5、败判据研究亦有多种形式，而重威胁直流系统的安全稳定运行［4］。其应用场合和判定准确性却有差异。文献［5鄄6］较为详细地分析了HVDC系统中逆d.处理方式：为了尽量避免或减少换相失败的变器换相失败的主要影响因素，在对其灵敏度分析危害，据引发换相失败的故障类型及直接影响因素的基础上，综合整理了逆变器发生换相失败的一般的不同特征，其处理方式从换相失败的抑制措施和规律，对换相失败的抑制或预防控制措施提供了一换相失败后的恢复策略两方面予以归纳表述。定的研究基础；文献［1］对于换相失败主要探讨了其影响因素，包括故障后恢复对换相失败的影响；文献1换相失败机理分析［7］则分析了国内外

6、直流输电系统换相失败相关问换相失败的定义：在换流器中，刚退出导通的题，从换相失败的机理、影响因素和判断依据出发，阀，在反向电压作用的一段时间内，若其换相过程未探讨了针对换相失败的预防控制策略，并指出研究进行完毕或阻断能力未能恢复，则阀侧电压变为正的主要问题，然而由于年限等因素，其对单馈入直流向时，被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒系统换相失败的整理分析亦不够全面，对MIDC系统换相，这称为换相失败［5］。就交直流输电系统的整流收稿日期：2012－12－03；修回日期：2013－09－27基金项目：国家电网公司大电网重大专项资助项目课题（SGCC-器和逆变器而言：整

7、流器的运行方式及运行状态使MPLG025-2012）；国家自然科学基金资助项目（51277052，511鄄其中电流关断即退出导通的阀在较长时间内处于反07032，61104045）ProjectsupportedbyStateGridCorporationofChina，Major向电压；而直流输电系统换相失败故障大都由逆变ProjectsonPlanningandOperationControlofLargeScale器阀的工作状况导致［8］，并且在处于同一换流桥的Grid（SGCC鄄MPLG025鄄2012）andtheNationalNatur