基于MMC的柔性直流配电网故障定位及保护配置研究.pdf

第４３卷第２２期２０１５年１１月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶＯ１．４３ＮＯ．２２ＮＯＶ．１６．２０１５基于ＭＭＣ的柔性直流配电网故障定位及保护配置研究孙刚，时伯年，赵宇明，李树鹏（１．北京四方继保自动化股份有限公司，北京１０００８５；２．深圳电力技术研究中心，深圳５１８０４８；３．华北电力大学电气与电子工程学院，北京１０２２０６）摘要：结合深圳多端柔性直流配电示范工程，研究了柔性直流配电网的保护配置和直流线路故障定位方法。首先根据实际工程的电路拓扑结构，明确了柔性直流配电网保护区域的划分方法。其次结合ＭＭＣ换流器及直流配电“”网的故障特性，提出了各保护区域的保护配置方案。最后针对直流线路Ｔ接负荷与微电网的特点，重点介绍了直流线路单极故障、双极故障及断线故障的保护配置和故障定位方法。在电磁暂态仿真软件ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ下搭建了基于ＭＭＣ的直流配电网仿真模型，通过仿真验证了保护配置策略的正确性和直流线路故障定位的可行性。关键词：柔性直流配电网；保护配置；直流线路故障；故障定位ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｆＭＭＣｂａｓｅｄＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｇｒｉｄＳＵＮＧａｎｇ，ＳＨＩＢｏｎｉａｎ，ＺＨＡＯＹｕｍｉｎｇ２，ＬＩＳｈｕｐｅｎｇ３ｆ１．ＢｅｉｊｉｎｇＳｉｆａｎｇＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈｅｎｚｄａｅｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＬＬＣ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０４８，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎＳｈｅｎｚｈｅｎｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｒｅａｏｆＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｓｄｉｖｉｄｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｎｏｖｅｒａｌｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＭＭＣ’ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍＳｆａｕｌｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ａｓｔｈｅｎｅｗｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｌｏａｄａｎｄｍｉｃｒｏｇｒｉｄｂｅｉｎｇｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅＤＣ‘‘”ｌｉｎｅｗｉｔｈＴｔｙｐｅ．ｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＤＣｌｉｎｅｓｉｎｇｌｅ－ｐｏｌｅｆａｕｌｔ，ｄｏｕｂｌｅ－ｐｏｌｅｆａｕｌｔａｎｄｂｒｏｋｅｎｌｉｎｅｆａｕｌｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｌａｓｔｌｙ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆＭＭＣｂａｓｅｄＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｇｒｉｄｉｓｂｕｉｌｔｏｎＰＳＣＡＤ，ＥＭＴＤＣ．ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．—ＴｈｉｓｗｏｒｋｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＨｉｇｈｔｅｃｈＲ＆ＤｐｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２０１３ＡＡ０５０１０４）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＭＣｂａｓｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｇｒｉｄ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ；ＤＣｌｉｎｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ；ｆａｕｌｔ１ＯＣａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ中图分类号：ＴＭ７７；ＴＭ７２０引言柔性直流配电系统是基于电压源型换流（ＶｏｌｔａｇｅＳｏｕｒｃｅｄＣｏｎｖｅｒｔｅｒｓ，ｖｓｃ）技术，采用ＩＧＢＴ等具有可关断电流能力的晶闸管构成的换流器，通过脉冲调制技术实现无源整流逆变，以直流电流向负荷送电的配电系统。其具有许多传统交流配电系统无法比拟的优点，使其成为最近发展起来的最有潜质的电力传输方式，特别适用于新能源并网、构筑城市基金项目：国家８６３课题（２０１３ＡＡ０５０１０４）—文章编号：１６７４－３４１５（２０１５）２２－０１２７０７直流配电网、向孤立的远方小负荷区供电等领域，具有广阔的应用前景Ｌ１Ｊ。—模块化多电平换流器（ＭｏｄｕｌａｒＭｕｌｔｉｌｅｖｅｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＭＭＣ）相对于传统两电平或三电平ＶＳＣ，具有易于扩展、谐波畸变小、开关损耗低、没有换相失败、故障处理能力强等优点［６－９１，成为柔性直流输配电工程的优选拓扑之一。但其所用器件数量较多，存在电容电压不均衡、桥臂环流等问题，使得控制系统变得更为复杂［１０－１１】。综合考虑经济成本、技术难度及系统特性等因素，柔性直流配电工程可采用ＭＭＣ与ＶＳＣ共存的混合式多端换流器的拓扑结构。一ｌ２８一电力系统保护与控制由于ＭＭＣ与ＶＳＣ拓扑结构的差异，两者直流系统故障机制也有所区别，有必要对其故障特性进行研究并进行保护设计。本文依托深圳六端柔性直流配电示范工程，利用ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ软件建立了商流配电系统仿真模型，根据柔性直流配电系统的运行特性，提出了在不同故障区域下的保护配置方法及商流线路的故障保护和定位策略。１系统结构及参数介绍深圳柔性直流配电示范工程中两个ＭＭＣ换流器分别与交流主电网相连，其余四端换流器采用“”Ｔ型连接的方式与直流配网相连，主接线拓扑结构如图ｌ所示。ＤＣ土ｌ０ｋＶ图１深圳柔性直流配电工程主接线图—Ｆｉｇ．１ＭａｉｎｗｉｒｉｎｇｔｏｐｏｌｏｇｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＳｈｅｎｚｈｅｎＶＳＣＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ△其ｒ换流变压器采用Ｙ／联接方式、变比１１０ｋＶ／ｌ０ｋＶ，低压侧中性点经大电阻接地。直流电缆Ｌｌ￣Ｌ５的长度及电阻参数见表ｌ所示。各接口换流器的电压和容量参数如表２所示。表１直流配电系统线路长度及电阻ＴａｂｌｅｌＤＣｃａｂｌｅｌｉｎｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ表２各换流器的电压和容量Ｔａｂｌｅ２ＶｏｌｔａｇｅａｎｄｃａｐａｃｉｔｙｏｆＶＳＣｓ其中，容量中正号是指从配电网中吸收功率，负号指从配电网中反送功率。２配电网的保护配置策略２．１保护区域划分根据被保护设备所处位置的不同，大致将本工程划分为ｌ６个区域，如图２所示。根据保护功能的不同将该１６个区域汇总成五个大类，介绍如下。１和８为交流系统保护区，实现所连接交流系统及联接变压器的保护，该部分需重点考虑联接变压器与ＭＭＣ换流器及整个直流系统的保护配合问题。２和７为ＭＭＣ换流器保护区，是保证交直流系统可靠联接的关键区域、设备也较昂贵，需重点保护。３、４、５和６为直流线路与直流母线保护区，与控制系统配合可完成故障线路隔离及系统控制方式切换或重启动工作。９、１０、ｌ１、１２为负载换流器及直流变压器保护，完成ＶＳＣ换流器和直流变压器的保护，该类保护还将作为换流器低压母线上所连设备的后备保护。ｌ３、１４、ｌ５、ｌ６为交直流负载、交流微电网和直流微电网的保护，该区域的保护功能由自身保护系统实现，本文不予考虑。图２保护区域划分图Ｆｉｇ．２ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｒｅａｐａｒｔｉｔｉｏｎｏｆＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ２．２保护配置２．２．１交流系统区保护配置交流系统保护区包括连接变压器、变压器阀侧套管至换流器交流母线区域，其保护配置及信号测量点如图３所示。①②在图３中：表示连接变压器过流保护；表③示交流连接母线过流保护；表示交流过电压保护；④⑤表示交流低电压保护；表示交流连接母线接地⑥保护；表示直流场区接地过流保护。２．２。２ＭＭＣ换流器区保护配置ＭＭＣ换流器保护区主要保－其内部换流设备的安全，因其自身或外边故障而产生设备的损坏。其保护配置及信号测点如４所示。孙刚，等琏ｊ：ＭＭＣ的柔性直流配电嘲放障定位及保护酉己置研究．１２９．“’古／一图３交流系统区的保护配置及信号测量点Ｆｉｇ．３ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｏｆＡＣａｒｅａ图４ＭＭＣ换流器的保护配置及信号测量点Ｆｉｇ．４ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｏｆＭＭＣａｒｅａ①②在４中：表示桥臂过流保护；表示桥臂③④差动保护；表示阀直流过流保护；表示桥臂电⑤抗器差动保扩１．表示交直流碰线保护。２．２－３流线路区保护配置直流线路保护的配置及信号测量点如图５所①②示。存图５中：表示直流电压不平衡保护；表③示直流断线保护；表示赢流低电压过电流保护；④⑤表示随流线路差动保护；表示直流汇流母线差动保护。—’一６，，、当申＾ｌ崩～辩一—，弋Ｚ蓦…ｌ一宫ｃ—厂，ｌ④ｌ厂Ｏ一¨１ｆ１Ｉ＿图５直流线路的保护配置及信号测量点Ｆｉｇ．５ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｏｆＤＣａｒｅａ２．２．４负载换流器区保护配置负载换流器和直流变压器配置过电流保护作为其内部阀级保护的后备保护，同时又作为负荷和微电网的后备保护。其保护配置及信号测量点如图⑥５中的保护所示。３直流线路保护及故障定位３．１单极故障３．１．１单极故障保护配置与传统ＶＳＣ换流器不同，ＭＭＣ没有直流侧集中电容，单极故障期间，其子模块电容不会产生较大的放电浪涌电流，电容电压基本维持稳定。又由于接地大电阻的钳位作用，单极故障只改变了＾流系统电位参考点的位置，直流极问电压保持不变，ＭＭＣ可正常输送功率，只是故障极电位降为零，非故障极电压上升一倍¨引。故障恢复后，其正负极对地电压可很快恢复正常，这种特性对直流线路的暂态故障恢复十分有利¨１。通过合理设计直流线路及换流器等设备的绝缘水平，换流器无需采取紧急闭锁可持续运行一段时间，只要在超过交直流设备耐压之前排除故障即可。根据单极故障特征配置卣流电压不平衡保护作为此类故障的主保护，判据为ｒＩ一，一．１一一ｌｌｕｄｐ＋ｄｌ＞ＵｄＢ，，、’１，，一一。一一ＬｌＪｌｕｓｅｔＢ０．５×ＵＤｃＢａＳｅ式中：表示直流线路正极电压；Ｕ表示直流线路负极电压；己，表示直流电压不平衡保护动作的门槛值；直流线路额定电压己，ｎｒ＝１０ｋＶ。该保护只反应直流线路的不对称故障，正常运行及对称故障时，保护不动作。考虑保护的可靠性等因素，取动作门槛值为０．５倍的直流单极额定电压。保护延时５００ｍｓ后动作于报警，作为控制系统切换及故障定位的启动信号。３．１．２单极故障定位单极故障时，由于系统采用大电阻接地方式，直流线路故障电流较小，差动保护不能满足动作可靠性的要求。本工程实际应用时采用在接地电阻｝：并联一个小电阻的方案解决该问题。具体方案描述如下。（１）直流配电系统正常运行时，中性点电阻取２．５ｋＱ高阻：保证单极故障时，直流故障电流幅值被限制在１０Ａ以下，以满足系统电位钳制及保证故障点附近人员和设备安全等方面的需求。（２）当直流电压不平衡保护动作后，由控制系统向接入直流配电网的用户和发电设备发指令，减１３０．电力系统保护与控制少分布式电源的出力，调整用户的接入电源。（３）用户侧和发电侧完成调整后（目前可等效为固定的延时），控制系统调整中性点接地电阻的投切开关并入４００Ｑ的小电阻。此后故障电流幅值会升至５０Ａ左右，满足差动保护故障定位的要求，在定位完成后告知控制系统。（４）控制系统获得故障位置信息后，首先将中性点电阻调整回２．５ｋ．Ｑ，然后进入故障隔离和系统运行状态转换程序直至系统正常运行。直流线路Ｌｌ～Ｌ５的单极接地故障定位功能由直流线路差动保护的低定值段实现，其动作判据为Ｉ一。Ｉ＞ｍａＸ（，。×＿Ｌ）或（２）—Ｉ。Ｉ＞ｍａｘ（／ｃ。，ｘＩｒｅＳ＿Ｌ）式中：差动电流门槛值。＝０．０３ｘＩＤ。；制动电流。＝ｍａｘ（／ｄ，。）；制动系数。＝０．０３；直流线路额定电流Ｉｔ＞ＣＢａｓｅ＝１．２５ｋＡ；、。表示直流正极线路两端电流测量值；、表示直流负极线路两端电流测量值。保护延时３００ｍｓ后将定位信息送给控制系统，由控制系统协调完成故障线路的隔离及系统运行方式的切换。３．２双极故障３．２．１双极故障保护配置双极故障是直流配电系统中最为严重的故障。直流线路正负极短接时，ＭＭＣ子模块电容将通过短路点快速放电，直流电压立即降到零电位。两端ＭＭＣ换流器将立即停止功率传输，此时交流系统类似于发生三相短路，严重危害整个系统的安全运行［１４－１５ｌ。极间短路的故障保护可依据极间短路的故障特性，由直流低电压过电流保护实现，动作判据为ｌ一Ｉ＜且ＩＩ＞ｔ或（３）Ｉ一ｌ＜且ＩＩ＞式中：电压动作门槛值＝１．５ｘｃＢ。；电流动作门槛值Ｌｅｔｓ＝２ｘＩｏｃＢ。。考虑保护的可靠性等因素，设定直流极间电压降低至单极额定电压的１．５倍时电压判据动作；设定线路电流增大到额定值的两倍以上时电流判据动作。电压电流判据同时动作后，保护启动并动作于跳开交流、直流断路器。３．２．２双极故障定位为保护直流设备，检测到双极故障后应尽快闭锁换流阀。但阀闭锁后故障定位所需的电流、电压等电气量会迅速下降，可能导致来不及完成故障定位。可见应综合配置阀的闭锁时间，既要满足保护的判定时间要求，同时又不损坏直流设备。在保证安全的前提下延长阀的闭锁时间，可采取以下三方面措施：１）选取过流能力强的开关器件；２）配置直流电抗器限制故障电流的幅值和上升速率；３）采用具备直流清除能力的ＭＭＣ换流器［１６－１７］。受开关器件型号、经济性及工程实用等方面的限制，本工程主要考虑通过配置直流电抗器及桥臂电抗器的方法，限制故障电流的幅值和上升速率ｎ剐，以达到延迟闭锁时间的目的。同时配置陕速线路差动保护，加快数据处理及运算时间，通过上述方法可实现差动保护在有用的故障信息消失前需完成故障线路定位。极间短路的故障定位可由直流线路差动保护的高定值段实现，具体保护判据如下：Ｉ－－／ａｌｐ。ｌ＞ｍａｘ（。ｃ＿Ｈ，。ｆ＿ＨＸ／ｒｅｓ＿Ｈ）或（４）ｌ一，ｄ。Ｉ＞ｍａｘ（Ｉｔ一。。ｆ＿Ｈ，。ｃ＿Ｈ×ｓ＿Ｈ）式中：差动电流门槛值。Ｈ＝０．５ｘＩＤ陆。；制动电流。Ｈ＝ｍａｘ（Ｉｄｐ，。）；制动系数。＝０．０３。保护延时３００ｍｓ后将保护定位信息传送给控制系统，并由控制系统协调实现故障隔离、控制系统切换及配电系统的重启动等工作。３．３断线故障本工程为多电源供电系统，在发生断线故障后，可由控制系统调节并实现负荷不停电运行。故障特性与系统控制方式和运行方式有关。在定电压控制方式下，若断线前换流器工作在整流状态，则故障后该侧直流电压短暂升高后恢复至正常水平；若断线前换流器工作在逆变状态，则故障后直流电压短暂下降后恢复到原有电压。当发生断线故障后，故障线路电流降为零，电压瞬时升高或降低，根据故障特性配置直流线路断线保护实现故障定位，动作判据为（５）式中：过电压门槛值＝１．１×；低Ｅｇ￣．ｆｑ槛值Ｌ＝０．９×己，ＤｃＢ。；电流门槛值Ｄ＝０．０２ｘＩｔ＞ｃＢ。。孙刚，等基：ＭＭＣ的柔性直流配电网故障定位及保护配置研究保护动作后延时３００ｍｓ将动作信息送给控制系统，控制系统通过切换运行方式、隔离故障等措施可维持系统的正常运行。４仿真验证按图】所示的拓扑结构在ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ仿真平台一ｋ搭建深圳柔性直流配电工程仿真模型。以下．重点对直流线路的典型故障的保护配置和故障定位策略做仿真验证。４．１直流线路单极故障在距离ＭＭＣ１换流器３ｋｍ处的Ｌ２正极线路上发生对地金属性短路故障，故障起始时刻１Ｓ，故障持续时间２Ｓ。故障极直流电压在故障后迅速降为零，非故障极直流电压则升高一倍，直流极间电压保持不变，如图６（ａ）所示。直流电压不平衡保护检测到故障后，延时５００ｍｓ动作并将动作信息送给控制系统。控制系统切换运行方式后，在２Ｓ时投入并联小电阻。直流ｔ／ｓ（ａ）ｒ极敞时流｝Ｋ波形ｔ／ｓ（ｂ）芥动保敞障Ｉ乜流波形１｜Ｓ（ｄ）保护及故障定化动作ｌｊ图６单极故障时的波形图Ｆｉｇ．６ＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｔＤＣｌｉｎｅｐｏｌｅｔｏｇｒｏｕｎｄｆａｕｌｔ故障电流增大，则Ｌ２处直流线路差动保护判别ｌ叶Ｉ故障位置，并延时３００ｍｓ后动作。故障动作电流波形如图６（ｂ）所示；故障动作电压波形如图６（ｃ）所示；保护及故障定位触发情况如图６（ｄ）所示。４．２直流线路双极故障取距离ＭＭＣ１换流器３ｋｍ处Ｌ２线路发生极间短路故障，故障起始时刻１Ｓ，故障持续时问０．２Ｓ。当电压电流达到直流低电压过电流保护的整定值时，保护装置投入，在１．０２Ｓ时闭锁触发脉冲，１．１Ｓ时刻直流断路器动作跳闸。双极故障时直流电压均迅速降低，直流电流快速增大，分别如图７（ａ）和图７（ｂ）所示。直流低电压过电流保护动作情况、Ｌ２处直流线路差动保护故障定位动作情况如图７（ｃ）所示。ｔ／ｓ（ｂ）双极故障时赢流电流波彤∞∞∞如如如ｍ０ｍ．１３２一电力系统保护与控制（ｃ）保护及故障定位动作信号图７双极故障时的波形图Ｆｉｇ．７ＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｔＤＣｌｉｎｅｐｏｌｅｔｏｐｏｌｅｆａｕｌｔ４．３直流线路断线故障取距离ＭＭＣ１换流器３ｋｍ处Ｌ２线路上发生正极永久性断线故障，故障发生在１Ｓ时刻。假设ＭＭＣ１端采用定电压控制且工作在整流状态、ＭＭＣ２端采用定功率控制且工作在逆变状态。直流线路断线后，ＭＭＣ１侧电压短暂升高后基本恢复到正常水平，如图８Ｃａ）所示；ＭＭＣ２侧电压则持续降低，如图８ｆｂ）所示；断线后线路电流降为零，如图８（ｃ）所示；断线故障定位动作情况如图８（ｄ）所示。——１直流ｌＥ极电压ｌ一直流负极电…ｒ－ｒ一一一。一一一…‘一ｔ／ｓ㈨ＭＭＣ１侧直流电压波形图ｔｌｓｆｂＭＭＣ２侧直流电压波形图ｔ／ｓ（ｃ）断线故障直流电流波形图１．００１．０５１１０１．１５１．２０１．２５１．３０１．３５１．４０１．４５１．５０ｓ（ｄ）断线故障定位动作情况图８断线故障时的波形图Ｆｉｇ．８ＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｔＤＣｌｉｎｅｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｆａｕｌｔ通过直流断线保护判断故障区域，将故障线路隔离后负荷可由其他电源端供电，实现不停电运行。５结论本文结合深圳柔性直流配电示范工程，介绍了柔性直流配电网的保护分区方法及保护的配置策略。重点分析了直流线路上的保护配置和定位方法，并通过ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ平台进行了仿真验证，结论如下：（１）柔性直流配电网的保护分区及配置策略与柔性直流输电网有较大不同，应着重考虑直流配电网的故障特性、负荷及微电网分支对保护配置的影响。ｆ２）单极故障时并联小电阻的方法，能有效克服小电流接地系统直流故障电流较小的缺点，保证直流线路差动保护准确定位故障线路。（３）通过合理配置直流电抗器和桥臂电抗器的方法，能够有效限制双极故障时短路电流的上升速率，延长阀闭锁时间。确保直流线路差动保护能准确判定故障线路的位置。（４直流线路断线故障特性与系统控制方式及运行方式有直接关系，本工程采用的直流断线故障定位方法能够有效判定各种运行方式下的故障位置。参考文献［１］ＬＯＮＧｗＮＩＬＳＳＯＮＳ．ＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ｙｅｓｔｅｒｄａｙａｎｄｔｏｄａｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙＭａｇａｚｉｎｅ，２００７，—５（２）：２２３１．［２］卓谷颖，江道灼，连霄壤．模块化多电平换流器不平衡环流抑制研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１２，４０（２４）：１１８－１２４．ＺＨＵＯＧｕｙｉｎｇ，ＪＩＡＮＧＤａｌ０ｚｈｕ０，ＬＩＡＮＸｉａｏｒａｎｇ．Ｓｔｕｄｙｏｆｕｎｂａｌａｎｃｅｄｃｉｒｃｕｌａｒｃｕｒｒｅｎｔｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏ１．２０１２．４０（２４）：ｌ１８．１２４．、［３］胡鹏飞，江道灼，郭捷，等．基于混合型多电平换流器的柔性直流输电系统［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１３，２Ｏ８６４２Ｏ２ｌｌＯ０Ｏ０Ｏ咿臀孙刚，等基于ＭＭＣ的柔性直流配电网故障定位及保护配置研究．１３３．—４１（１Ｏ）：３３３８．ＨＵＰｅｎｇ￣ｉ，ＪＩＡＮＧＤａｏｚｈｕｏ，ＧＵＯＪｉｅ，ｅｔａ１．ＶＳＣ・ＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｈｙｂｒｉｄｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅｄｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（１０）：３３－３８．［４］徐政，陈海荣．电压源换流器型直流输电技术综述［Ｊ］．高电压技术，２００７，３３（１）：１－１０．ＸＵＺｈｅｎｇ，ＣＨＥＮＨａｉｒｏｎｇ．ＲｅｖｉｅｗａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＶＳＣＨＶＤＣｐ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，３３（１）：１・１Ｏ．［５］李响，韩民晓．海上风电串联多端ＶＳＣ．ＨＶＤＣ协调控制策略【Ｊ］．电工技术学报，２０１３，２８（５）：４２・５７．ＬＩＸｉａｎｇ，ＨＡＮＭｉｎｘｉａｏ．Ａｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ—ｏｆｓｅｒｉｅｓｍｕｌｔｉ．ｔｅｒｍｉｎａｌＶＳＣＨＶＤＣｆｏｒｏｆｆｓｈｏｒｅｗｉｎｄｆａｒｍ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１３，２８（５）：４２－５７．［６］李庚银，吕鹏飞，李广凯，等．轻型高压直流输电的发展和展望［Ｊ］．电力系统自动化，２００３，２７（４）：１－５．ＬＩＧｅｎｇｙｉｎ，ＬＵＰｅｎｇｆｅｉ，ＬＩＧｕａｎｇｋａｉ，ｅｔａ１．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒＨＶＤＣｌｉｇｈｔ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００３，２７（４）：１－５．［７］屠卿瑞，徐政，姚为正．模块化多电平换流器型直流输电电平数选择研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（２０）：３３－３８，４４．ＴＵＱｉｎｇｒｕｉ，ｘｕＺｈｅｎｇ，ＹＡＯＷｅｉｚｈｅｎｇ．ＳｅｌｅｃｔｉｎｇｎｕｍｂｅｒｏｆｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｓｆｏｒｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒｂａｓｅｄＨＶＤＣ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ—Ｃｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（２０）：３３３８，４４．［８］翟晓萌，赵成勇，李路遥，等．模块化多电平动态电压恢复器的研究【Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１３，４１（１２）：８６．９１．ＺＨＡＩＸｉａｏｍｅｎｇ，ＺＨＡＯＣｈｅｎｇｙｏｎｇ，ＬＩＬｕｙａｏ，ｅｔａ１．Ｓｔｕｄｙｏｆｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｄｙｎａｍｉｃｖｏｌｔａｇｅｒｅｓｔｏｒｅｒ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（１２）：８６－９１．［９］管敏渊，徐政．向无源网络供电的ＭＭＣ型直流输电系统建模与控制［Ｊ】．电工技术学报，２０１３，２８（２）：２５５－２６３．ＧＵＡＮＭｉｎｙｕａｎ，ＸＵＺｈｅｎｇ．ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒｂａｓｅｄＶＳＣ・ＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｐａｓｓｉｖｅｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１３，２８（２）：２５５－２６３．［１０］汤广福．基于电压源换流器的高压直流输电技术［Ｍ１．北京：中国电力出版社，２０１０．［１１３徐政．柔性直流输电系统【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２０１４．［１２］赵成勇，李探，俞露杰，等．ＭＭＣ．ＨＶＤＣ直流单极接地故障分析与换流站故障恢复策略［Ｊ】．中国电机工程学报，２０１４，３４（２１）：３１５８．３１６７．—ｚＨＡＯＣｈｅｎｇｙｏｎｇ，ＬＩＴａｎ，ＹＵＬｕｊｉｅ，ｅｔａ１．ＤＣＰｏｌｅ－ｔｏｇｒ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