应用于高压直流电网充电启动的混合式直流断路器

Abstract

近年来高压直流（high-vo ltage direct current,HVDC）输电技术，尤其是基于电压源换流器(voltage source converters, VSC)的直流输电技术在电力传输中的应用得到飞速发展，由此推动发展的直流电网概念，呈现出与传统交流输电系统相辅相成的趋势。建立可靠的直流电网，必然需要能将直流故障隔离的设备，例如混合式高压直流断路器（hybrid HVDC Breaker, HHB）。HHB可以隔离系统中的短时或永久故障。此外，基于模块化设计的HHB及其智能控制系统，应用顺序合闸控制功能可以辅助直流线路故障后的重启过程，同时可以借助此功能消除换流器启动过程中因子模块充电而引发的涌流问题，从而替代直流启动电阻（pre-insertion resistor, PIR）。介绍了混合式高压直流断路器（HHB）的模块化设计概念和换流器充电过程中HHB的时序逻辑，并在PSCAD中搭建了多端直流电网模型，仿真验证了HHB分级顺序合闸逻辑的合理性，通过对比充电过程的换流器各电气量变化验证了所提出方法对系统性能的显著改善。提出的方法为实现高压直流电网的高效经济运行提供了解决方案。

Keywords

• 高压直流电网
• 充电
• 启动电阻（PIR）
• 混合式高压直流断路器（HHB）
• 分级顺序合闸