基于動(dòng)態(tài)相量理論的高壓直流系統(tǒng)換相失敗暫態(tài)特性

王童輝， 賈 科， 畢天姝， 趙其娟， 馮 濤， 李 偉

(1. 新能源電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 華北電力大學(xué)， 北京市 102206； 2. 中國電力科學(xué)研究院有限公司， 北京市 100192)

0 引言

在交直流互聯(lián)電網(wǎng)中，由于直流系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，受端交流系統(tǒng)故障很有可能引起直流系統(tǒng)的換相失敗，在此暫態(tài)過程中，直流系統(tǒng)的等值工頻電流會(huì)發(fā)生突變[1-4]，從而造成交流系統(tǒng)故障特征不同于純交流系統(tǒng)，近年來多次造成電網(wǎng)保護(hù)誤動(dòng)事故。例如，2003年天廣直流換相失敗和2005年三廣直流換相失敗均導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)[5-7]，造成重要輸電線路停運(yùn)的嚴(yán)重事故。然而，目前對(duì)直流系統(tǒng)換相失敗暫態(tài)特性的研究主要停留換相失敗時(shí)故障電流的外在表現(xiàn)特性上，難以說明呈現(xiàn)外在特性的機(jī)理，因此，從機(jī)理上研究直流系統(tǒng)換相失敗的暫態(tài)特性成為亟待解決的問題。

針對(duì)直流系統(tǒng)換相失敗暫態(tài)特性的研究，目前一般為仿真分析和理論解析兩種方法。仿真分析是基于國際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)的高壓直流輸電標(biāo)準(zhǔn)化電磁暫態(tài)模型，對(duì)不同程度故障的暫態(tài)特性進(jìn)行仿真，依據(jù)仿真結(jié)果，得到直流系統(tǒng)換相失敗的暫態(tài)特性。文獻(xiàn)[3-4]利用電磁暫態(tài)仿真的方法，就直流系統(tǒng)換相失敗時(shí)電流諧波和暫態(tài)功率進(jìn)行定性分析。文獻(xiàn)[5-7]通過廣東電網(wǎng)的兩起保護(hù)誤動(dòng)事例，利用電磁暫態(tài)模型，對(duì)直流系統(tǒng)換相失敗的故障電流特性進(jìn)行詳細(xì)分析。文獻(xiàn)[8-10]利用標(biāo)準(zhǔn)化仿真模型，得到直流系統(tǒng)換相失敗時(shí)注入交流系統(tǒng)的等值工頻電流和故障量電流的暫態(tài)特性。……