Negative Sequence Current Reference Selection and Protection Adaptability Analysis of Flexible DC Converter Station for Offshore Wind Power

ZHENG Tao; ZHUANG Xinyi; LYU Wenxuan

doi:10.7500/AEPS20220607003

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Negative Sequence Current Reference Selection and Protection Adaptability Analysis of Flexible DC Converter Station for Offshore Wind Power

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Negative Sequence Current Reference Selection and Protection Adaptability Analysis of Flexible DC Converter Station for Offshore Wind Power
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 3, Pages: 133-141(2023)
- 作者机构：
  
  新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Joint Funds of National Natural Science Foundation of China(U2166205)
- DOI：10.7500/AEPS20220607003
  CLC：
- Received：07 June 2022，
  
  Revised：2022-08-30，
  
  Published Online：22 November 2022，
  
  Published：10 February 2023
- 稿件说明：
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郑涛,庄心怡,吕文轩.海上风电柔直换流站负序电流参考值选取及保护适应性分析[J].电力系统自动化,2023,47(3):133-141.

ZHENG Tao,ZHUANG Xinyi,LYU Wenxuan.Negative Sequence Current Reference Selection and Protection Adaptability Analysis of Flexible DC Converter Station for Offshore Wind Power[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(3):133-141.
郑涛,庄心怡,吕文轩.海上风电柔直换流站负序电流参考值选取及保护适应性分析[J].电力系统自动化,2023,47(3):133-141. DOI： 10.7500/AEPS20220607003.

ZHENG Tao,ZHUANG Xinyi,LYU Wenxuan.Negative Sequence Current Reference Selection and Protection Adaptability Analysis of Flexible DC Converter Station for Offshore Wind Power[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(3):133-141. DOI： 10.7500/AEPS20220607003.

摘要

对于海上风电经柔性直流送出系统中的交流汇集线路，线路两侧均为电力电子换流器，故障电流受换流器控制影响呈现幅值受限且相位不定的特征，常规继电保护难以适应。针对海上模块化多电平换流器（MMC）换流站，采取负序电流抑制与负序电流注入两种控制策略，分析了电流差动保护的适应性。当海上MMC换流站采取负序电流注入的控制策略时，电流差动保护可靠性与负序电流参考值大小密切相关，因此以提升差动保护可靠性为目标，提出了海上换流站负序控制电流参考值的确定原则，并进一步考虑负序电流参考值大小对交流汇集线路过电压的影响，最终确定了负序电流参考值的最佳选取范围。最后，在PSCAD/EMTDC中构建了相应的电磁暂态仿真模型，验证了所提负序电流注入及负序电流控制参考值选取原则的有效性和可行性。

Abstract

For the AC transmission lines of the offshore wind power transmission system through the flexible DC

there are electronic converters on both sides of the line. The fault current presents the characteristics of limited amplitude and uncertain phase under the influence of the converter control

which is difficult to adapt to the conventional relay protection. Two control strategies

negative sequence current suppression and negative sequence current injection

are adopted to analyze the adaptability of the current differential protection for offshore modular multilevel converter (MMC) converter station. When the control strategy of negative sequence current injection is adopted in the offshore MMC converter station

the reliability of current differential protection is closely related to the reference of negative sequence current. Therefore

in order to improve the reliability of differential protection

the principle of determining the reference of negative sequence control current in the offshore converter station is proposed

and the optimal selection range of the reference of the negative sequence current is determined considering the influence of the reference of negative sequence current on the overvoltage of AC transmission line. Finally

the corresponding electromagnetic transient simulation model is constructed in PSCAD/EMTDC to verify the validity and feasibility of the proposed principle of negative sequence current injection and reference selection for negative sequence current control.

关键词

Keywords

references

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