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在交流系统中,CBs可以切断全部短路电流。相比于交流CBs,直流CBs体积更大,价格更昂贵。因此,文献提出使用换流站控制来中断直流线路故障,假设系统发生非持续性故障,换流站和直流线路可重新上电,整个过程需要几百毫秒到几秒时间,适用于两端直流输电系统,但该方法只适用于CSC或者交流断路器。
提出切断整个HVDC系统,但该方法只适用于小功率的三端或四端系统。文献对比分析了直流故障对不同的MTDC拓扑的影响,提出了直流故障保护策略,为了清除故障,基于故障时间和电流方向的故障检测方法对比分析了四种不同的直流CBs技术,研究表明对称单级拓扑在故障中所受的影响最小。
4 结论
MTDC方式作为目前连接新能源,实现电网互联最有潜力的方式,是未来电网发展的必然趋势。其系统控制和故障保护控制仍然是MTDC技术发展的两大挑战。
1)目前,MTDC系统的协调控制为了避免高度依赖通信,在传统下垂控制的基础上进行改进,很难做到兼顾直流电压稳定和有功功率协调分配。因此,应进一步提高MTDC系统功率协调技术,在实现保证系统直流电压稳定的同时,合理分配系统功率,从而改善MTDC系统的稳定性,逐步提高新能源在电网中的主动调节能力。
2)针对MTDC系统所表现出的良好性能和应用前景,基于MTDC的风电场协调控制应进一步深入研究,以充分发挥风场侧的有功、无功控制能力,使风电场与电网之间在一定目标下实现协调和互动,合理分配和控制风电场的输出功率、减小电压波动,以有效抑制风电随机性带来的影响,改善新能源并网的稳定性,提高电网对风能的消纳能力。
3)在未来MTDC发展阶段,系统故障的检测和保护控制技术仍然是MTDC系统的主要研究方向之一。随着MTDC系统换流站个数增多,拓扑结构更复杂,各个换流站之间的关系也更为密切,换流站故障的控制及保护关系到整个MTDC系统的稳定运行。因此,应进一步改进和提升直流断路器技术以及换流站故障自清除能力,提高MTDC系统的故障穿越能力。此外,还应进一步研究MTDC系统在故障清除后重新恢复联网运行。
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