兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑

海正刚; 郭春义; 展瑞琦; 叶全; 赵成勇

doi:10.7500/AEPS20210401005

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兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑
- Topology of Line Commutated Converter with Capability of Commutation Voltage Compensation and DC Current Suppression
- 电力系统自动化 2022年46卷第3期页码：147-155
- 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：
  
  海正刚(1995—)，男，硕士研究生，主要研究方向：高压直流输电技术。E-mail：1936474226@qq.com
  郭春义(1984—)，男，通信作者，博士，副教授，博士生导师，主要研究方向：直流输电技术。E-mail：chunyiguo@outlook.com
  展瑞琦(1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：直流输电技术。E-mail：richieiyoyo@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(51877077)
- DOI：10.7500/AEPS20210401005
  中图分类号：
- 收稿：2021-04-01，
  
  修回：2021-07-22，
  
  网络出版：2021-09-27，
  
  纸质出版：2022-02-10
- 稿件说明：
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海正刚,郭春义,展瑞琦等.兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑[J].电力系统自动化,2022,46(3):147-155.

HAI Zhenggang,GUO Chunyi,ZHAN Ruiqi,et al.Topology of Line Commutated Converter with Capability of Commutation Voltage Compensation and DC Current Suppression[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(3):147-155.
海正刚,郭春义,展瑞琦等.兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑[J].电力系统自动化,2022,46(3):147-155. DOI： 10.7500/AEPS20210401005.

HAI Zhenggang,GUO Chunyi,ZHAN Ruiqi,et al.Topology of Line Commutated Converter with Capability of Commutation Voltage Compensation and DC Current Suppression[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(3):147-155. DOI： 10.7500/AEPS20210401005.

摘要

为提高传统直流输电系统抵御换相失败的能力，改善系统故障期间的动态特性，提出了一种基于晶闸管型全桥子模块(T-FBSM)的复合型电网换相换流器拓扑，在故障期间可以通过控制工作模式的切换同时实现换相电压的补偿及直流电流增长的抑制，从而提高换相失败的免疫能力。研究了T-FBSM与换流阀的协调控制策略，并设计了T-FBSM电气参数。最后，在PSCAD仿真环境中设置不同仿真案例，验证了所提新拓扑的电压、电流应力及换相失败抑制效果。仿真结果表明，所提复合式电网换相换流器拓扑协调控制策略及所设计的T-FBSM电气参数合理、有效，同时所提拓扑可以有效降低换相失败概率，并可改善系统的恢复特性。

Abstract

In order to improve the ability of line commutated converter based high voltage direct current(LCC-HVDC) system to resist commutation failures and improve the dynamic characteristics of the LCC-HVDC system during the fault period

this paper proposes a compound line commutation converter (LCC) topology based on thyristor-type full bridge sub-modules (T-FBSMs). The compensation of commutation voltage and the suppression of DC current rise can be realized by switching the control modes of T-FBSM during the fault

which improves the commutation failure immunity. Then

the coordinated control strategy of the T-FBSM and the converter valve is studied

and the electrical parameters of T-FBSM are designed. Finally

different simulation cases are set in the PSCAD simulation environment to verify the voltage and current stress and the commutation failure suppression effect of the proposed topology. The simulation results show that the proposed coordinated control strategy of the compound LCC topology and the designed electrical parameters of T-FBSM are rational and effective

and the proposed topology can effectively reduce the commutation failure probability and improve the recovery characteristics of the system.

关键词

Keywords

references

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