柔性直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)理的特殊性使得其線路故障特征比傳統(tǒng)高壓交、直流系統(tǒng)故障更加復(fù)雜,因此,直流線路的故障處理與保護(hù)技術(shù)成為柔性直流輸電系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵要素之一。

　　柔性直流輸電線路故障處理技術(shù)

　　借助輔助電路的故障電流分流與抑制技術(shù)

　　在變壓器內(nèi)部和交直流側(cè)增加輔助電路(如并聯(lián)晶閘管、限流電感等)可有效的抑制直流側(cè)故障電流,減少故障沖擊電流對(duì)換流單元的損害,在一定程度上提高了柔性直流輸電系統(tǒng)的安全性;但采用單一電路實(shí)現(xiàn)故障處理,往往導(dǎo)致故障隔離不徹底,同時(shí)增加輔助電路需對(duì)開關(guān)性能、成本以及損耗進(jìn)行綜合權(quán)衡。隨著技術(shù)的發(fā)展,多種輔助電路裝置的組合使用將在柔性直流輸電線路故障處理方面具有一定的應(yīng)用前景。

　　基于新型變壓器拓?fù)浜椭绷鬏旊娊Y(jié)構(gòu)的故障電流抑制與自清除技術(shù)

　　新型變壓器如HCMC(HybridCascadedMultilevelConverter)、C-MMC(Clampsub-modulebasedMultilevelConverter)等,以及混合直流輸電結(jié)構(gòu)如LCC-二極管-MMC混合直流系統(tǒng)、LCC-C-MMC混合直流系統(tǒng)等,提高了柔性直流輸電系統(tǒng)處理直流側(cè)故障的能力,但增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,將問題轉(zhuǎn)移到了器件成本、開關(guān)損耗和系統(tǒng)控制等方面。損耗較低、經(jīng)濟(jì)效益較高的新型變壓器拓?fù)?如C-MMC,以及混合直流輸電結(jié)構(gòu)在柔性直流輸電中將具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

　　基于直流斷路器的故障隔離技術(shù)

　　在多端柔性直流輸電系統(tǒng)中,相比于利用交流斷路器切除故障的方法,基于直流斷路器的故障線路隔離技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢,對(duì)于保證非故障線路正常運(yùn)行,提高系統(tǒng)的可用率具有重要作用。就目前來看,不論是固態(tài)斷路器還是混合式短路都存在造價(jià)高、開斷容量有待提高的問題,距離實(shí)際應(yīng)用還有一段時(shí)間。通過增加限流電抗和實(shí)體限流裝置(faultcurrentlimiter,FCL),同時(shí)結(jié)合直流斷路器切除直流線路故障的方法仍不失為中間過渡階段使用的經(jīng)濟(jì)型保護(hù)方案。未來,隨著半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展和成本的降低,固態(tài)直流斷路器和混合式直流斷路器在柔性直流輸電系統(tǒng)中將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

　　柔性直流輸電的線路保護(hù)技術(shù)

　　目前柔性直流輸電工程中直流線路的保護(hù)借鑒了傳統(tǒng)高壓直流的保護(hù)策略,以行波保護(hù)和微分欠壓保護(hù)為主,電流差動(dòng)保護(hù)作為后備保護(hù)。行波保護(hù)和微分欠壓保護(hù)動(dòng)作速度快,不受電流互感器飽和及分布電容等因素影響,但是對(duì)高阻接地故障靈敏度不足;電流差動(dòng)保護(hù)對(duì)高阻接地有效,但易受分布電容的影響,動(dòng)作延時(shí)長,不適應(yīng)柔性直流線路保護(hù)快速動(dòng)作的要求。對(duì)于改進(jìn)的行波保護(hù),保護(hù)的動(dòng)作速度和可靠性有了一定的提高,但仍存在行波波頭捕捉困難、抗過渡電阻能力低、易受干擾等固有缺陷。傳統(tǒng)高壓直流中基于線路邊界特性的單端速動(dòng)保護(hù)并不適用于柔性直流線路,而針對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)的缺陷提出的縱聯(lián)保護(hù)依靠雙端通信或雙端數(shù)據(jù)同步,保護(hù)的快速性仍受到一定的限制。