混合直流异步联网系统运行特性研究

近年来，随着高压直流(High Voltage Direct Current, HVDC)输电工程的蓬勃发展，交直流并列和多直流

馈入(Multi-infeed Direct Current, MIDC)的电网结构逐渐形成，电网安全稳定运行面临着诸多问题与挑战[1]。

交直流并列系统直流故障闭锁引起的潮流转移问题将使电网存在大面积停电的风险，解决这一问题最有效

的做法是实现送端与受端电网异步联网[2]。MIDC 输电系统一回出现换相失败会对馈入同一受端电网的其

他回直流产生影响，严重时可能引起输送功率中断，导致整个系统的潮流大范围转移和重新分布，对故障

清除后受端电网电压和直流功率的恢复造成恶劣影响，严重威胁交直流系统的安全稳定运行，柔性直流输

电技术可以有效解决这一问题。柔性直流输电采用可关断器件(通常为IGBT)和高频调制技术，通过调节换

流器与系统电压间的功角差和换流器电压幅值独立控制有功和无功，不需要无功补偿，不存在换相失败[3]。

2016 年南方电网依托观音岩直流和鲁西背靠背直流工程实现了云南电网与南方电网的异步联网优化

电网结构，将快速的功角稳定问题转化为较易预防的送端频率稳定问题和受端电压稳定问题，大大降低

了电网大面积停电的危险。综合比较经济、占地、技术、工程示范意义等问题后，鲁西背靠背直流工程

开创性地采用了基于电网换相换流器的高压直流输电系统(以下简称“常规直流单元”)和基于电压源型换

流器的高压直流输电系统(以下简称“柔性直流单元”)并联形成混合直流异步联网系统。本文针对世界首

个并联混合直流异步联网系统，分别对常规直流单元和柔性直流单元主回路与控制系统进行分析，并基

于PSCAD/EMTDC 仿真平台建立混合直流异步联网系统仿真模型。研究混合直流异步联网系统的稳态、

动态及暂态特性，并对常规直流单元的故障恢复特性进行分析。研究结果表明混合直流异步联网系统具

有良好的稳态及动态响应，能够减小常规直流单元换相失败概率并改善交直流系统故障恢复特性，提高

常规直流输电运行的可靠性。