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交流不對稱故障下MMC-HVDC系統的故障穿越控制研究

來源：電工電氣發布時間：2022-01-20 14:20 瀏覽次數：845

交流不對稱故障下MMC-HVDC系統的故障穿越控制研究

張利¹，牛沖宣¹，周春雨¹，劉慶邦²

(1 中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司，陜西西安 710075；

2 西安交通大學電氣工程學院，陜西西安 710049)

摘要：MMC-HVDC 系統中交流電網發生不對稱故障會導致三相電壓不平衡，進而產生正負序分量影響系統的控制性能，嚴重時甚至引起換流站閉鎖。介紹了 MMC-HVDC 系統的拓撲結構、工作原理以及數學模型。在分析交流不對稱故障下系統運行特性的基礎上，設計了適用于交流不對稱工況的 MMC 負序電流抑制器，用以抑制交流不對稱故障下換流站的負序電流，并對此時系統直流側電壓存在二倍頻波動的問題進行分析，提出了兩相旋轉坐標系下的 PI 解耦控制來實現對直流側電壓二倍頻分量的抑制，使系統在交流不對稱故障下具備故障穿越能力。在 PSCAD/EMTDC 建立仿真模型，驗證了所提出的故障穿越控制策略的有效性。

關鍵詞：柔性直流輸電；模塊化多電平換流器；交流不對稱故障；負序電流抑制；電壓二倍頻波動抑制；故障穿越控制

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2022)01-0001-07

Research on Fault Ride-Through Control Method of MMC-HVDC

System Under AC Asymmetrical Faults

ZHANG Li¹, NIU Chong-xuan¹, ZHOU Chun-yu¹, LIU Qing-bang²

（1 Northwest Electric Power Design Institute Co., Ltd. of China Power Engineering Consulting Group, Xi'an 710075, China;

2 School of Electrical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China）

Abstract: Asymmetrical faults in the AC grid in the MMC-HVDC system will lead to unbalanced three-phase voltages, and then produce positive and negative sequence components that affect the control performance of the system, and even cause the converter station to lock up in severe cases.This article introduces the topological structure, working principle and mathematical model of the MMC-HVDC system.Based on the analysis of the operating characteristics of the system under AC asymmetric faults, design MMC negative sequence current,suppression, controller, which is suitable for AC asymmetric conditions to suppress the negative sequence current of the converter station under the AC asymmetric faults.The problem of double frequency fluctuations in the DC side voltage of the system is analyzed, and the PI decoupling control under the two-phase rotating coordinate system is proposed to suppress the double frequency component of the DC side voltage, so that the MMC-HVDC system has the fault ride-through capability under AC asymmetry faults. Finally, a simulation model is established in PSCAD/EMTDC, which verifies the effectiveness of the proposed fault ride-through control strategy.

Key words: flexible DC transmission; modular multilevel converter; AC asymmetric fault; negative sequence current suppression; voltage double frequency fluctuation suppression; fault ride-through control

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