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交流不对称故障下MMC-HVDC系统的故障穿越控制研究

来源：电工电气发布时间：2022-01-20 14:20 浏览次数：693

交流不对称故障下MMC-HVDC系统的故障穿越控制研究

张利¹，牛冲宣¹，周春雨¹，刘庆邦²

(1 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，陕西西安 710075；

2 西安交通大学电气工程学院，陕西西安 710049)

摘要：MMC-HVDC 系统中交流电网发生不对称故障会导致三相电压不平衡，进而产生正负序分量影响系统的控制性能，严重时甚至引起换流站闭锁。介绍了 MMC-HVDC 系统的拓扑结构、工作原理以及数学模型。在分析交流不对称故障下系统运行特性的基础上，设计了适用于交流不对称工况的 MMC 负序电流抑制器，用以抑制交流不对称故障下换流站的负序电流，并对此时系统直流侧电压存在二倍频波动的问题进行分析，提出了两相旋转坐标系下的 PI 解耦控制来实现对直流侧电压二倍频分量的抑制，使系统在交流不对称故障下具备故障穿越能力。在 PSCAD/EMTDC 建立仿真模型，验证了所提出的故障穿越控制策略的有效性。

关键词：柔性直流输电；模块化多电平换流器；交流不对称故障；负序电流抑制；电压二倍频波动抑制；故障穿越控制

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：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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