直流電網(wǎng)潮流控制與短路控制復(fù)合裝置

葉 晗, 陳 武, 薛晨煬, 朱 旭, 梅 軍

(1. 東南大學(xué)先進(jìn)電能變換技術(shù)與裝備研究所, 江蘇省南京市 210096; 2. 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司南京供電公司, 江蘇省南京市 210008)

0 引言

多端直流輸電和直流電網(wǎng)技術(shù)是解決可再生能源并網(wǎng)的有效措施,是電力系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的重要方向之一[1-3]。隨著直流電網(wǎng)范圍擴(kuò)大、直流節(jié)點(diǎn)數(shù)增加以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化,直流系統(tǒng)的潮流控制和短路問(wèn)題將更加突出。當(dāng)潮流控制自由度不夠時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致某些線路過(guò)負(fù)荷,甚至影響整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行[4]。另外,由于直流電網(wǎng)的低阻性,短路電流上升非?？臁⒎逯岛艽?當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí),直流側(cè)并聯(lián)電容向故障點(diǎn)快速放電,短時(shí)間內(nèi)較大短路電流將注入故障點(diǎn),可以在幾毫秒之內(nèi)達(dá)到額定電流的幾十倍甚至上百倍[5-6]。此外,直流線路一旦發(fā)生故障,不僅可能損壞換流站器件,而且故障可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散至整個(gè)系統(tǒng),使系統(tǒng)的潮流迅速崩潰,危及整個(gè)直流電網(wǎng)安全?？紤]到目前的故障定位和直流斷路器的技術(shù)水平,亟須對(duì)短路電流進(jìn)行有效抑制,并及時(shí)切除故障線路[7]。

直流電網(wǎng)潮流僅與線路電壓和電阻有關(guān),調(diào)節(jié)線路電阻和電壓可以有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)潮流。文獻(xiàn)[8-9]提出了可變電阻器方案,可變電阻型潮流控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制靈活,但通態(tài)損耗大。文獻(xiàn)[10-11]提出了直流變壓器調(diào)節(jié)方案,通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管占空比來(lái)改變變壓器兩端壓差,該方案可以有效地調(diào)節(jié)系統(tǒng)潮流,并具有一定的故障隔離能力?！?br>