复杂环状柔直配电网单极断线故障特性分析

摘要

故障分析是制定保护方案的基础。环状柔性直流配电网不同位置发生单极断线故障后,部分正、负极电压/电流处于不平衡状态,危害系统的安全稳定运行,但目前对其研究较少。为此,对环状柔直配电网单极断线故障特性进行研究。首先,建立典型复杂环状柔直配电网模型,明确其中关键设备及各端口的协调控制策略。其次,通过建立故障前后系统等效模型,分析单极断线故障分别发生在直流线路、送端换流器与直流母线间联络线,以及受端换流器与直流母线间联络线上时的电压、电流特性。然后,讨论系统接地方式对单极断线故障特性的影响。结果表明,故障电流的流通路径与单极断线故障发生的位置有关;直流线路上发生单极断线故障的电压特性与换流站的功率流向有关;送端换流器与直流母线间联络线上发生单极断线故障的电压特性与换流器的控制方式有关;系统接地方式几乎不影响单极断线故障特性。此外,负荷突变会影响故障发生在直流线路和送端换流器与直流母线间联络线上时,突变负荷所在换流站与为其传输功率的送端换流站之间正、负极线路的电流特性。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建环状柔直配电网模型,验证了理论分析的正确性。