第30卷第19期中国电机工程学报Vol.30No.19Jul.5,2010142010年7月5日ProceedingsoftheCSEE©2010Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号:0258-8013(201019-0014-06中图分类号:TM86;TM721文献标志码:A学科分类号:47040⋅电压源换相高压直流输电系统接地方式设计杨杰1,郑健超2,汤广福2,贺之渊2(1.清华大学深圳研究生院,广东省深圳市518055;2.中国电力科学研究院,北京市海淀区100192GroundingDesignAnalysisofVSC-HVDCSystemYANGJie1,ZHENGJian-chao2,TANGGuang-fu2,HEZhi-yuan2(1.GraduateSchoolinShenzhen,TsinghuaUniversity,Shenzhen518055,GuangdongProvince,China;2.ChinaElectricPowerResearchInstitute,HaidianDistrict,Beijing100192,ChinaABSTRACT:Thesuperiority-inferiorityofdifferentgroundingmethodsforvoltagesourceconverterbasedHVDC(VSC-HVDCsystemhasbeenanalyzed.ByestablishinganelectromagnetictransientmodelthroughPSCAD/EMTDCsoftware,theharmonicperformanceundersteadystate,characteristicsofinternalacbusfaultanddctransmissionlinefaulthavebeensimulatedandthoroughlyinvestigated.Accordingtothecharacteristicsundersteadystateandtransients,thesuperiority-inferiorityofvariousgroundingdesignmethodshasbeensummarized.Asaconclusion,connectingtheacfilterneutralpointanddccapacitormidpointtogetherwiththelatteronegroundedbyhighimpedanceismoreadvantageousforperformanceimprovement.KEYWORDS:voltagesourceconverterbasedHVDC(VSC-HVDC;groundingmethod;zerosequencepath;faultrecovery;earthloop摘要:针对电压源换相高压直流输电(voltagesourceconverterbasedHVDC,VSC-HVDC系统分析了其不同接地方式的优劣性。通过建立VSC-HVDC的电磁暂态模型,对不同接地方式下的系统稳态谐波性能、内部交流母线故障特性以及直流线路故障特性进行了详细的仿真研究,并深入分析了故障机制。通过比较不同接地方式下的系统稳态及暂态工况,分析了不同接地方式的优劣性。作为结论,提出了滤波器中点连接于直流电容中点,同时直流电容中点通过高阻接地的VSC-HVDC系统接地配置方案对于提高系统的稳态及暂态性能是有利的。关键词:电压源换相高压直流输电;接地方式;零序通路;故障恢复;大地回路基金项目:国家自然科学基金项目(50777058。ProjectSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(50777058.0引言电压源换相高压直流输电(voltagesourceconverterbasedHVDC,VSC-HVDC是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM技术为基础的新型输电技术,该输电技术具有可向无源网络供电,不会出现换相失败,换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点[1]。它为可再生能源发电并网、城市供电、交流系统互联提供了又一个在经济上及技术上都非常具有竞争性的选择[2-4]。因此,VSC-HVDC的应用需求与日俱增,其工程应用已从最初的容量为3MW,直流电压等级为±10kV的工业试验工程发展到2006年工程容量为350MW,直流电压等级为±150kV的Estlink工程[5-9]。从国内外理论研究情况来[10-19]看,目前很多国内外学者都对VSC-HVDC系统进行了充分的研究;但大部分研究着重于控制系统设计,关于VSC-HVDC接地配置原则的研究很少。基于这种情况,本文对VSC-HVDC系统的接地方式设计进行了详细的分析。一般来说,VSC-HVDC的接地需求包括2个方面:1交流侧滤波器的接地需求;2直流侧电容的接地需求。一个合理的接地方式设计,能够提高VSC-HVDC系统稳态工况下的运行性能及故障下的安全可靠性,对于整个系统来说尤为重要。VSC-HVDC的运行方式主要包括双极运行方式及单极运行方式2种,其中,双极运行模式主要应用于电缆传输系统,其直流接地支路一般连接于电容中点,仅起到钳制中性点电位的作用。一般来说,直流接地方式根据设计理念的不同可以采用直第19期杨杰等:电压源换相高压直流输电系统接地方式设计15接接地,也可以采用包含电抗、电容、电阻或者避雷器等组件的电路结构进行接地。具体接地方式的设计一般需要考虑稳态运行下的组件应力以及暂态下站内的几种接地故障后果,不同设计理...