Analysis and Countermeasures of Deblocking/Blocking Problems in Hybrid Cascaded UHVDC System

TANG Jun; ZHAO Wenqiang; SHI Qiaoming; LU Yu; ZOU Qiang; WANG Yongping

doi:10.7500/AEPS20221115006

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Analysis and Countermeasures of Deblocking/Blocking Problems in Hybrid Cascaded UHVDC System

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

- Analysis and Countermeasures of Deblocking/Blocking Problems in Hybrid Cascaded UHVDC System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 16, Pages: 171-180(2023)
- 作者机构：
  
  1.南京南瑞继保电气有限公司,江苏省南京市 211102
  2.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),江苏省南京市 211106
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(5200-202156078A-0-0-00)
- DOI：10.7500/AEPS20221115006
  CLC：
- Received：15 November 2022，
  
  Revised：2023-03-31，
  
  Published Online：29 May 2023，
  
  Published：25 August 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
唐俊,赵文强,侍乔明等.混合级联特高压直流系统解/闭锁问题分析及对策[J].电力系统自动化,2023,47(16):171-180.

TANG Jun,ZHAO Wenqiang,SHI Qiaoming,et al.Analysis and Countermeasures of Deblocking/Blocking Problems in Hybrid Cascaded UHVDC System[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(16):171-180.
唐俊,赵文强,侍乔明等.混合级联特高压直流系统解/闭锁问题分析及对策[J].电力系统自动化,2023,47(16):171-180. DOI： 10.7500/AEPS20221115006.

TANG Jun,ZHAO Wenqiang,SHI Qiaoming,et al.Analysis and Countermeasures of Deblocking/Blocking Problems in Hybrid Cascaded UHVDC System[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(16):171-180. DOI： 10.7500/AEPS20221115006.

摘要

与常规特高压直流输电系统相比，逆变站采用电网换相换流器（LCC）和模块化多电平换流器（MMC）混合级联结构的特高压直流输电系统，在解/闭锁过程中存在诸多新问题。文中分析了一极运行时，另一全压热备用极的LCC因过电压保护动作跳闸的原因，提出了优化的准备运行就绪联锁逻辑，并以此为基础设计了整流站和逆变站之间的协调解锁时序；研究了故障闭锁过程中逆变站MMC出现过电流和LCC出现过电压的原因，提出了LCC优先投入旁通对、再在MMC交流电源切除后投入旁通开关的联合闭锁策略。最后，通过实时数字仿真和工程现场试验，验证了所提优化策略的可行性和有效性。

Abstract

Compared with the conventional ultra-high voltage direct current (UHVDC) transmission system

the UHVDC transmission system with the hybrid cascaded structure of line commutated converter (LCC) and modular multilevel converter (MMC) in the inverter station has many new problems in the process of deblocking/blocking. This paper analyzes the reason why the LCC of the full voltage hot standby pole trips due to the overvoltage protection when the other pole is running

and puts forward the optimized ready for operation (RFO) interlocking logic. On this basis

the coordinated deblocking sequence between rectifier and inverter stations is designed. The causes of overcurrent of MMC and overvoltage of LCC in the inverter station during fault blocking process are studied. A joint blocking strategy is proposed

in which LCC puts into by-pass pair first

and then puts into by-pass switch after the AC power of MMC is cut off. Finally

the feasibility and effectiveness of the proposed optimization strategies are verified by real-time digital simulation and engineering field tests.

关键词

Keywords

references

刘振亚，张启平 . 国家电网发展模式研究［J］. 中国电机工程学报， 2013 ， 33 （ 7 ）： 1 - 10 .

LIU Zhenya ， ZHANG Qiping . Study on the development mode of national power grid of China ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2013 ， 33 （ 7 ）： 1 - 10 .

刘振亚，舒印彪，张文亮，等 . 直流输电系统电压等级序列研究［J］. 中国电机工程学报， 2008 ， 28 （ 10 ）： 1 - 8 .

LIU Zhenya ， SHU Yinbiao ， ZHANG Wenliang ， et al . Study on voltage class series for HVDC transmission system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2008 ， 28 （ 10 ）： 1 - 8 .

梁旭明，张平，常勇 . 高压直流输电技术现状及发展前景［J］. 电网技术， 2012 ， 36 （ 4 ）： 1 - 9 .

LIANG Xuming ， ZHANG Ping ， CHANG Yong . Recent advances in high-voltage direct-current power transmission and its developing potential ［J］. Power System Technology ， 2012 ， 36 （ 4 ）： 1 - 9 .

汤奕，陈斌，皮景创，等 . 特高压直流分层接入方式下受端交流系统接纳能力分析［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 7 ）： 1790 - 1800 .

TANG Yi ， CHEN Bin ， PI Jingchuang ， et al . Analysis on absorbing ability of receiving AC system for UHVDC hierarchical connection to AC grid ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 7 ）： 1790 - 1800 .

王永平，卢东斌，王振曦，等 . 适用于分层接入的特高压直流输电控制策略［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 21 ）： 59 - 65 .

WANG Yongping ， LU Dongbin ， WANG Zhenxi ， et al . Control strategies for UHVDC with hierarchical connection mode ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 21 ）： 59 - 65 .

李新年，付颖，张庆武，等 . 基于极间耦合特性的特高压直流换相失败预防方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 23 ）： 170 - 177 .

LI Xinnian ， FU Ying ， ZHANG Qingwu ， et al . Method for preventing commutation failure of UHVDC based on inter-electrode coupling characteristics ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 23 ）： 170 - 177 .

辛焕海，章枫，于洋，等 . 多馈入直流系统广义短路比：定义与理论分析［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 3 ）： 633 - 647 .

XIN Huanhai ， ZHANG Feng ， YU Yang ， et al . Generalized short circuit ratio for multi-infeed DC systems： definition and theoretical analysis ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 3 ）： 633 - 647 .

王鹏飞，张英敏，李兴源，等 . 基于无功有效短路比的交直流交互影响分析［J］. 电力系统保护与控制， 2012 ， 40 （ 6 ）： 74 - 78 .

WANG Pengfei ， ZHANG Yingmin ， LI Xingyuan ， et al . Interaction analysis of AC/DC systems based on multi-infeed effective short circuit ratio ［J］. Power System Protection and Control ， 2012 ， 40 （ 6 ）： 74 - 78 .

邵瑶，汤涌，郭小江，等 . 多直流馈入华东受端电网暂态电压稳定性分析［J］. 电网技术， 2011 ， 35 （ 12 ）： 50 - 55 .

SHAO Yao ， TANG Yong ， GUO Xiaojiang ， et al . Transient voltage stability analysis of East China receiving-end power grid with multi-infeed HVDC transmission lines ［J］. Power System Technology ， 2011 ， 35 （ 12 ）： 50 - 55 .

王春明，刘兵 . 区域互联多回直流换相失败对送端系统的影响［J］. 电网技术， 2013 ， 37 （ 4 ）： 1052 - 1057 .

WANG Chunming ， LIU Bing . Affects of commutation failure in multi-circuit HVDC transmission system interconnecting regional power grids on AC power system at sending end ［J］. Power System Technology ， 2013 ， 37 （ 4 ）： 1052 - 1057 .

王增平，刘席洋，李林泽，等 . 多馈入直流输电系统换相失败边界条件［J］. 电工技术学报， 2017 ， 32 （ 10 ）： 12 - 19 .

WANG Zengping ， LIU Xiyang ， LI Linze ， et al . Boundary conditions of commutation failure in multi-infeed HVDC systems ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2017 ， 32 （ 10 ）： 12 - 19 .

王晶，梁志峰，江木，等 . 多馈入直流同时换相失败案例分析及仿真计算［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 4 ）： 141 - 146 .

WANG Jing ， LIANG Zhifeng ， JIANG Mu ， et al . Case analysis and simulation of commutation failure in multi-infeed HVDC transmission systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 4 ）： 141 - 146 .

郝亮亮，李伟杰，王卓雅，等 . MMC-HVDC电网输电线路双极短路故障电流的实用计算［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 5 ）： 68 - 76 .

HAO Liangliang ， LI Weijie ， WANG Zhuoya ， et al . Practical calculation for bipolar short-circuit fault current of transmission line in MMC-HVDC grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 5 ）： 68 - 76 .

郭贤珊，刘斌，梅红明，等 . 渝鄂直流背靠背联网工程交直流系统谐振分析与抑制［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 20 ）： 157 - 164 .

GUO Xianshan ， LIU Bin ， MEI Hongming ， et al . Analysis and suppression of resonance between AC and DC systems in Chongqing-Hubei back-to-back HVDC project of China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 20 ）： 157 - 164 .

石吉银，唐志军，林国栋，等 . 厦门柔性直流输电工程系统调试及关键技术［J］. 南方电网技术， 2017 ， 11 （ 1 ）： 8 - 13 .

SHI Jiyin ， TANG Zhijun ， LIN Guodong ， et al . System commissioning and key technologies of Xiamen MMC-HVDC transmission project ［J］. Southern Power System Technology ， 2017 ， 11 （ 1 ）： 8 - 13 .

束洪春，赵红芳，张旭，等 . 昆柳龙混合直流工程送端换流站电气主接线可靠性分析［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 22 ）： 115 - 123 .

SHU Hongchun ， ZHAO Hongfang ， ZHANG Xu ， et al . Reliability analysis of main electrical connection for sending-end converter station in Kunliulong hybrid DC project of China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 22 ）： 115 - 123 .

王永平，赵文强，杨建明，等 . 混合直流输电技术及发展分析［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 7 ）： 156 - 167 .

WANG Yongping ， ZHAO Wenqiang ， YANG Jianming ， et al . Hybrid high-voltage direct current transmission technology and its development analysis ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 7 ）： 156 - 167 .

刘泽洪，王绍武，种芝艺，等 . 适用于混合级联特高压直流输电系统的可控自恢复消能装置［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 2 ）： 514 - 524 .

LIU Zehong ， WANG Shaowu ， CHONG Zhiyi ， et al . Controllable and adaptive energy absorption device for hybrid cascaded UHVDC transmission system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 2 ）： 514 - 524 .

刘泽洪，马为民，王绍武，等 . 混合级联特高压直流输电系统方案设计及动模试验验证［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 3 ）： 1214 - 1222 .

LIU Zehong ， MA Weimin ， WANG Shaowu ， et al . Schematic design of hybrid cascaded ultra HVDC and its modification in dynamic model experiment ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 3 ）： 1214 - 1222 .

邸世民，向往，林卫星，等 . 混合级联直流输电系统主动谐波补偿控制［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 22 ）： 134 - 145 .

DI Shimin ， XIANG Wang ， LIN Weixing ， et al . Active harmonic compensation control for hybrid cascaded HVDC transmission system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 22 ）： 134 - 145 .

张庆武，王永平，陈小军，等 . 特高压直流控制保护系统设计与开发［J］. 电力系统自动化， 2013 ， 37 （ 21 ）： 88 - 93 .

ZHANG Qingwu ， WANG Yongping ， CHEN Xiaojun ， et al . Design and development of control and protection system for UHVDC ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 21 ）： 88 - 93 .

霍鹏飞，王国功，刘敏，等 . 向上±800 kV特高压直流输电工程的直流保护闭锁策略［J］. 电力系统保护与控制， 2011 ， 39 （ 9 ）： 137 - 139 .

HUO Pengfei ， WANG Guogong ， LIU Min ， et al . The DC protection block strategy in Xiangjiaba-Shanghai ±800 kV UHVDC transmission project ［J］. Power System Protection and Control ， 2011 ， 39 （ 9 ）： 137 - 139 .

曹润彬，李岩，许树楷，等 . 特高压混合多端直流线路保护配置与配合研究［J］. 南方电网技术， 2018 ， 12 （ 11 ）： 52 - 58 .

CAO Runbin ， LI Yan ， XU Shukai ， et al . Research on configuration and coordination of multi-terminal hybrid UHVDC line protection ［J］. Southern Power System Technology ， 2018 ， 12 （ 11 ）： 52 - 58 .

韩伟，杨睿璋，刘超，等 . 混合三端直流输电系统线路故障特性及故障电流抑制策略［J］. 高压电器， 2021 ， 57 （ 6 ）： 179 - 188 .

HAN Wei ， YANG Ruizhang ， LIU Chao ， et al . DC fault characteristics and fault current suppression strategy of three-terminal hybrid HVDC system based on LCC and hybrid MMC ［J］. High Voltage Apparatus ， 2021 ， 57 （ 6 ）： 179 - 188 .

任姝，何为，杨帆，等 . 同塔交直流线路容性耦合干扰的分析与计算［J］. 高压电器， 2012 ， 48 （ 4 ）： 39 - 45 .

REN Shu ， HE Wei ， YANG Fan ， et al . Analysis and calculation for the capacitive coupling of the AC and DC transmission lines on one tower ［J］. High Voltage Apparatus ， 2012 ， 48 （ 4 ）： 39 - 45 .

陶瑜 . 直流输电控制保护系统分析及应用［M］. 北京：中国电力出版社， 2015 .

TAO Yu . Analysis and application of DC transmission control and protection system ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2015 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

一种混合型模块化多电平换流器的改进载波移相调制方法

Improved Islanded Operation and Black-start Strategy of Offshore Wind Power Transmission System with Current Source Converter

Fast Protection Scheme for Bipolar Face-to-face Modular Multilevel Converter Based DC Transformer

Related Author

WEI Chengzhi

YAO Chenhao

XIONG Xiaoling

FENG Dingteng

LI Xiaobo

ZHAO Chengyong

LU Dongbin

YU Xiang

Related Institution

Electric Power Research Institute of China Southern Power Grid

State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources (North China Electric Power University)

NR Electric Co., Ltd

State Grid Electric Power Research Institute (NARI Group Corporation)

College of Electrical Engineering, Sichuan University

⁰