面向主動探測式保護的變流器正交控制策略

陳福鋒，楊黎明，宋國兵，陳 中，薛明軍

（1.東南大學 電氣工程學院，江蘇 南京 210018；2.國電南京自動化股份有限公司，江蘇 南京 210031；3.西安交通大學 電氣工程學院，陜西 西安 710049）

0 引言

在國家“雙碳”目標下，電力系統源網荷儲等環節都引入了大量變流器設備［1-2］。變流器的脆弱性和故障過程中的受控性，既對繼電保護的快速性和可靠性提出了更高的要求，也影響了故障識別的可靠性，需要研究與之相適應的繼電保護新技術［3］。主動探測式保護利用變流器設備的可控性，在故障發生后的特定階段內，按照預定的規則主動向電力系統注入探測信號，通過考察系統對探測信號的響應情況，構造新的保護原理和方案［4］。近年來，業內專家學者在新能源發電［5-7］、直流配電網［8］、微電網［9］等應用場景下開展了自適應重合閘、故障測距［10］、縱聯保護［11］等方向的主動探測式保護研究。

主動向系統注入一次信號以輔助保護判斷的思路很早就得到了應用，最典型的是小電流接地選線的S 注入法［12］，但是這類方法需要增加額外的功率注入設備。近年來，主動探測式保護技術利用可控變流器生成探測信號，無需額外的一次設備，但是需要修改變流器設備的控制系統，并進行專門的附加控制系統設計。文獻［13］提出在故障期間利用光伏變流器主動向系統注入短時諧波擾動，為基于諧波阻抗的距離保護提供動作邊界。文獻［14-15］討論了模塊化多電平換流器的特征信號注入附加控制策略，通過控制等效子模塊狀態數量，更為直接迅速地控制探測信號生成，為自適應重合閘判別提供依據。……