陸翌，劉博，童凱，宣佳卓，李繼紅，倪曉軍，郭春義

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學研究院，浙江杭州310014；2.新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學)，北京102206；3.國網(wǎng)浙江省電力公司，浙江 杭州310007）

混合雙饋入直流系統(tǒng)中VSC-HVDC對LCC-HVDC換相失敗抵御能力的影響

陸翌1，劉博2，童凱1，宣佳卓1，李繼紅3，倪曉軍1，郭春義2

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學研究院，浙江杭州310014；2.新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學)，北京102206；3.國網(wǎng)浙江省電力公司，浙江 杭州310007）

基于電網(wǎng)換相換流器的高壓直流輸電（line commutated converterbased high voltage direct current，LCC-HVDC）具有輸送容量大、可實現(xiàn)電網(wǎng)的非同步并網(wǎng)等優(yōu)勢[1-3]。目前，我國已投運了約23項LCC-HVDC工程，然而由于LCC-HVDC換流器采用無自關斷能力的晶閘管作為換流元件，換相失敗問題不可避免[4-5]。特別是當LCC-HVDC的受端交流系統(tǒng)較弱時，換相失敗問題將愈發(fā)突出。再者，在我國的華東電網(wǎng)和南方電網(wǎng)，由于多條LCC-HVDC的饋入形成了多饋入直流輸電系統(tǒng)，交流與直流、直流與直流之間有很強的相互作用，因而在某些情況下，有可能存在多個直流系統(tǒng)發(fā)生級聯(lián)換相失敗，給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來了潛在的威脅[6-8]。

20世紀90年代以后，采用全控型器件的電壓源換流器高壓直流輸電（voltage source converter based HVDC，VSC-HVDC）迅速發(fā)展。與LCC-HVDC相比，VSC-HVDC可以實現(xiàn)有功和無功功率四象限獨立控制，且不存在換相失敗風險[9-12]，其技術優(yōu)勢為增強LCC-HVDC系統(tǒng)強度或抑制LCC-HVDC的換相失敗問題提供了可行方案。

隨著LCC-HVDC的廣泛應用以及VSC-HVDC的快速發(fā)展，混合多饋入直流輸電系統(tǒng)的應用場景日益廣泛。在混合多饋入系統(tǒng)中，LCC-HVDC和VSCHVDC饋入同一交流系統(tǒng)或者兩者間的電氣距離很短，因此可以利用VSC-HVDC無功功率快速調節(jié)的優(yōu)勢改善LCC-HVDC的運行特性，尤其是增強LCCHVDC的換相失敗抵御能力。

國內外的學者針對混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)中利用VSC-HVDC改善LCC-HVDC換相失敗的問題展開了一些有意義的研究。

文獻[13]提出了混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)的基本結構，并研究了系統(tǒng)的協(xié)調控制策略，提高了LCC-HVDC的換相失敗抵御能力；文獻[14]研究了VSC-HVDC的無功功率支撐能力，改善了系統(tǒng)的頻率特性和LCC-HVDC的故障恢復能力；文獻[15]設計了通過混合雙饋入系統(tǒng)向無源網(wǎng)絡供電的方法，并分析了該系統(tǒng)在交流系統(tǒng)故障后的暫態(tài)協(xié)調控制策略；文獻[16-18]研究了混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)的暫態(tài)運行特性，設計了交流系統(tǒng)故障后VSC換流器的無功控制方法，提高了系統(tǒng)的功率和電壓恢復能力；文獻[19-20]提出了利用STATCOM降低LCCHVDC換相失敗概率的方法，而STATCOM可以看作不傳輸有功功率的特殊電壓源換流器。

然而上述的研究存在以下的問題：1）VSCHVDC改善LCC-HVDC換相失敗問題的機理還不夠明確；2）VSC-HVDC對LCC-HVDC換相失敗改善程度的影響因素，如VSC無功控制策略、VSC控制參數(shù)等缺乏相關的研究。

針對以上問題，本文基于混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型，首先研究了VSC-HVDC配備2種不同無功控制器情況下LCC-HVDC的換相失敗抵御能力，對比了故障過程中VSC-HVDC的無功功率、LCC-HVDC的母線電壓以及LCC晶閘管閥的換相電壓和換相電流，得到了VSC-HVDC改善LCC-HVDC換相失敗問題的機理。在此基礎上，研究了VSC與LCC電氣距離變化和VSC控制器調節(jié)速度變化情況下LCC-HVDC的換相失敗抵御能力和故障恢復特性，得到了VSC-HVDC對LCC-HVDC換相過程的影響規(guī)律。

1 混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)

基于PSCAD/EMTDC，搭建了包含LCC-HVDC和VSC-HVDC的混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)仿真模型，模型結構如圖1所示，圖中阻抗Zt用來模擬LCC和VSC逆變器之間聯(lián)絡線的阻抗。

圖1 混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)模型示意圖Fig.1 Schematic diagram of the dual-infeed HVDC system

在圖1中，LCC-HVDC的仿真模型同標準測試模型CigreBenchmark[21]，其一次系統(tǒng)參數(shù)如表1所示。

表1 LCC-HVDC一次系統(tǒng)參數(shù)Tab.1 The main parameters of the LCC-HVDC

圖1中VSC-HVDC直流電壓等級為±160 kV，容量為500 MW，其具體的一次參數(shù)如表2所示。

表2 VSC-HVDC一次系統(tǒng)參數(shù)Tab.2 The main parameters of the VSC-HVDC

混合雙饋入系統(tǒng)中LCC-HVDC整流側配備定直流電流控制器，逆變側配備定關斷角控制器；VSCHVDC整流側配備定直流電壓和定無功功率控制器，逆變側有功類控制配備定有功功率控制器，無功類控制配備定交流電壓和定無功功率2種控制器，系統(tǒng)的詳細控制參數(shù)如表3所示。

表3 控制系統(tǒng)的參數(shù)Tab.3 The control parameters

2 VSC改善LCC-HVDC換相失敗問題的機理

2.1 VSC無功控制策略對LCC-HVDC換相過程的影響

由文獻[15]可知，VSC能夠改善LCC-HVDC換相失敗問題的原因在于VSC-HVDC具有靈活的電壓調節(jié)能力。為了進一步深入分析VSC無功控制策略對LCC-HVDC換相過程的影響，基于PSCAD/EMTDC搭建了以下2種仿真算例：1）混合雙饋入系統(tǒng)，其中VSC-HVDC逆變器配備定無功功率控制器；2）混合雙饋入系統(tǒng)，其中VSC-HVDC逆變器配備定交流電壓控制器。以上2個算例僅無功控制策略不同，一次參數(shù)和控制系統(tǒng)參數(shù)相同，如表1、表2和表3所示。

1）VSC-HVDC無功控制策略對LCC-HVDC換相失敗抵御能力的影響。

為了定量評估LCC-HVDC的換相失敗抵御能力，本文采用直流系統(tǒng)換相失敗抵御能力（commutation failure immunity index，CFII）指標進行對比分析。CFII的計算方法為

式中：Vrated為母線額定電壓；Lm為接地故障情況下LCC-HVDC無換相失敗問題的接地電感最小值；Prated為直流額定功率。CFII值越大，則表示LCCHVDC的換相失敗抵御能力越強。

基于PSCAD/EMTDC，當系統(tǒng)運行到1.0 s的穩(wěn)定狀態(tài)時，在LCC交流母線處設置電感性接地故障，故障持續(xù)時間為100 ms。不斷減小接地電感，觀測系統(tǒng)是否發(fā)生換相失敗，得到不同故障合閘角情況下LCC-HVDC的臨界電感Lm，進而得到CFII曲線。其中故障合閘角表示一個工頻內故障發(fā)生的不同時刻，其具體的定義見文獻[22]。在單相接地故障和三相接地故障情況下，LCC-HVDC的CFII曲線如圖2所示。

圖2 LCC-HVDC的CFII曲線Fig.2 The CFII curve of the LCC-HVDC

由圖2可以看到，當VSC-HVDC配備定交流電壓控制器時，LCC-HVDC的CFII曲線明顯高于VSCHVDC配備定無功功率控制器時的CFII曲線。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，在VSC配備定交流電壓控制器的情況下，相比定無功功率控制，LCC-HVDC的CFII值增大了5%；當系統(tǒng)發(fā)生三相接地故障時，LCC-HVDC的CFII值增大了7%。上述數(shù)據(jù)說明了VSC-HVDC能夠提高LCC-HVDC換相失敗抵御能力的原因在于VSC本身的交流電壓調節(jié)能力。

2）VSC-HVDC無功控制策略對交流故障期間LCC-HVDC直流功率恢復速度的影響。

在1）的基礎上，研究了VSC-HVDC配備不同的無功類控制器情況下LCC-HVDC在交流母線接地故障期間的直流功率恢復速度。

采用如下3種案例來分析LCC-HVDC在交流母線接地故障期間的直流功率恢復速度：1）CFII為24%，VSC配備定交流電壓控制器和定無功功率控制器2種情況下系統(tǒng)都沒有發(fā)生換相失敗；2）CFII為34%，LCC-HVDC僅在VSC配備定交流電壓控制器的情況下才不發(fā)生換相失?。?）CFII為42%，VSC配備2種不同無功控制器情況下LCC-HVDC都發(fā)生了換相失敗。3種案例中故障合閘角均為0°，在交流母線接地故障期間LCC-HVDC的直流功率恢復特性如圖3所示。

圖3 功率恢復速度對比Fig.3 The comparison of power recovery performance

通過圖3的對比可以得到結論，除了案例三，即由于CFII過大導致2種無功控制策略下LCC-HVDC都發(fā)生換相失敗的情況外，其余2個案例中VSCHVDC配備定交流電壓控制器情況下LCC-HVDC均能獲得更快的直流功率恢復速度。其中CFII為24%，VSC-HVDC配備定交流電壓控制器時，相比定無功功率控制，LCC-HVDC直流功率損失峰值減小了0.15 pu，當CFII為34%時，LCC-HVDC的直流功率損失峰值減小了0.4 pu。

2.2 VSC改善LCC-HVDC換相過程的機理

2.1節(jié)的研究表明，當VSC-HVDC的逆變器配備定交流電壓控制器情況下，相比定無功功率控制，LCC-HVDC具備更優(yōu)的換相失敗抵御能力和更快的直流功率恢復速度。

為了深入研究VSC改善LCC換相失敗問題的機理，當CFII為24%時，對故障期間LCC-HVDC的直流功率、VSC-HVDC的直流功率、LCC-HVDC的母線電壓、LCC逆變器的關斷角等進行了仿真對比，對比波形如圖4所示。

由圖4（b）可知，當VSC-HVDC配備定交流電壓控制器情況下，VSC向系統(tǒng)提供了無功功功率，峰值為145 MV·A；而在定無功功率情況下，VSC與交流系統(tǒng)基本沒有無功功率的交換。由于上述區(qū)別，VSC-HVDC配備定交流電壓控制器情況下LCCHVDC的直流功率減小量更小；進一步通過圖4（c）—圖4（d）的對比可以發(fā)現(xiàn)，VSC配備定交流電壓控制器的情況下，LCC-HVDC的母線電壓跌落量也更小，關斷角更加穩(wěn)定。

圖4 系統(tǒng)的運行特性對比Fig.4 The comparison of the operation characteristics

增大CFII至34%，仿真得到LCC逆變器a相上閥臂的換相電壓和換相電流，如圖5所示。其中圖5（a）虛線部分的放大圖如圖5（b）所示，圖5（b）虛線部分的放大圖如圖5（c）所示。圖中后綴“1”表示VSCHVDC配備定交流電壓控制器情況下的物理量，后綴“2”表示VSC-HVDC配備定無功功率控制器情況下的物理量。

對比圖5（a）可以發(fā)現(xiàn)，在VSC-HVDC逆變器配備定交流電壓控制器的情況下，系統(tǒng)成功換相，而在VSC-HVDC配備定無功功率控制器情況下，系統(tǒng)發(fā)生了換相失敗。通過圖5（b）和圖5（c）的對比可知，造成上述區(qū)別的原因在于，定交流電壓控制策略下LCC的換相電壓幅值v_1更大，同時換相電壓過零點更加滯后，此種情況下晶閘管能夠獲得更大的反相換相電壓-時間面積，進而LCC的換相電流i_1下降速度更快，系統(tǒng)能夠成功換相。而當VSC-HVDC配備定無功功率控制器時，晶閘管未能獲得足夠大的反相換相電壓-時間面積，系統(tǒng)發(fā)生換相失敗。

圖5 換流閥的換相電壓與換相電流Fig.5 The commutation voltage and current of the thyristor

通過上述研究發(fā)現(xiàn)，VSC-HVDC改善LCCHVDC換相失敗問題的本質在于VSC通過向系統(tǒng)提供無功功率的方式，穩(wěn)定了LCC的母線電壓，從而使得LCC換流器中的晶閘管在關斷期間獲得更大的反向電壓-時間面積，提高換相電流的減小速度，進而增強了LCC-HVDC換相失敗的抵御能力。

3 VSC影響LCC-HVDC換相過程的主要因素

第2節(jié)分析了VSC-HVDC配備定交流電壓控制器情況下改善LCC-HVDC換相失敗問題的機理。本節(jié)在此基礎上研究VSC與LCC的電氣距離、VSC定交流電壓控制器調節(jié)速度對該改善作用的影響。

3.1 VSC與LCC間電氣距離對LCC-HVDC換相過程的影響

改變LCC逆變器和VSC逆變器之間的聯(lián)絡線阻抗Zt，用來模擬兩者間不同的電氣距離。仿真測得單相電感性接地故障和三相電感性接地故障下電氣距離分別為20 km、50 km、100 km時LCC-HVDC的CFII曲線，如圖6所示。

圖6 電氣距離變化情況下LCC-HVDC的CFII曲線Fig.6 The CFII of the LCC-HVDC with different electrical distance

由圖6可知，單相電感性接地故障情況下，VSC與LCC電氣距離為20 km時，LCC-HVDC的CFII值最大，其平均值為45%；電氣距離為100 km時，LCCHVDC的CFII值最小，其平均值為33%。三相接地故障情況下也具有類似的規(guī)律。由此可見，LCC-HVDC的換相失敗抵御能力和VSC與LCC間的電氣距離有關，當電氣距離越大時，VSC對LCC的電壓支撐能力越弱，則LCC-HVDC的CFII值越小。

3.2 VSC-HVDC定交流電壓控制器的調節(jié)速度對LCC-HVDC換相過程的影響

進一步研究VSC-HVDC定交流電壓控制器的調節(jié)速度對LCC-HVDC換相失敗抵御能力的影響規(guī)律。

保持VSC-HVDC逆變側定交流電壓控制器的外環(huán)PI參數(shù)不變，改變內環(huán)控制器的PI比例參數(shù)，參數(shù)越大則表示內環(huán)響應速度越快，其余控制參數(shù)保持如表3不變。測量得到單相接地故障和三相接地故障情況下LCC-HVDC的CFII曲線，如圖7所示。

由圖7可知，對于單相接地故障，當內環(huán)PI控制器比例參數(shù)為0.05時，LCC-HVDC的CFII值最小，其平均值為33%；當內環(huán)PI控制器比例參數(shù)為1.0時，LCC-HVDC的CFII值最大，其平均值為37%，三相接地故障情況下具有類似的規(guī)律。

利用類似的思路，保持VSC-HVDC逆變側定交流電壓控制的內環(huán)控制器PI參數(shù)不變，改變外環(huán)控制器的PI比例參數(shù)，其余控制參數(shù)保持如表3不變，測量得到單相接地故障和三相接地故障情況下LCC-HVDC的CFII曲線，如圖8所示。

圖7 VSC控制器內環(huán)調節(jié)速度不同時系統(tǒng)的CFII曲線Fig.7 The CFII of the LC-HVDC with different inner loop PI parameters in VSC

圖8 VSC控制器外環(huán)調節(jié)速度不同時系統(tǒng)的CFII曲線Fig.8 The CFII with different outer loop PI parameters in VSC

由圖8可知，對于單相接地故障，當外環(huán)PI控制器比例參數(shù)為0.1時，LCC-HVDC的CFII值最小，其平均值為31%；當外環(huán)PI控制器比例參數(shù)為2.0時，LCC-HVDC的CFII值最大，其平均值為37%，三相接地故障情況下具有類似的規(guī)律。

由本節(jié)的研究可知，當VSC-HVDC的逆變器配備定交流電壓控制的情況下，LCC-HVDC的換相失敗抵御能力和VSC定交流電壓控制器的調節(jié)速度有關，在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，控制器內外環(huán)PI控制器參數(shù)越大，即VSC對系統(tǒng)交流電壓的調節(jié)速度越快，則LCC-HVDC的CFII值越大。

4 結論

本文研究了混合雙饋入系統(tǒng)中VSC-HVDC改善LCC-HVDC換相失敗問題的機理。對比了VSC無功控制策略、VSC與LCC間電氣距離不同時LCCHVDC的換相失敗抵御能力，得到如下結論。

1）混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)中VSC-HVDC改善LCC-HVDC換相失敗問題的機理：VSC-HVDC在LCC交流母線接地故障期間為系統(tǒng)提供無功補償功率，穩(wěn)定VSC-HVDC的交流母線電壓，進而減小LCC-HVDC母線電壓跌落程度，增大LCC換流閥的換相電壓-時間面積。

2）VSC-HVDC改善LCC-HVDC換相失敗問題的能力受到VSC與LCC間電氣距離的影響，電氣距離越近，改善效果越好。

3）VSC-HVDC改善LCC-HVDC換相失敗問題的能力受到VSC定交流電壓控制器調節(jié)速度的影響，調節(jié)速度越快，改善效果越好。

上述研究成果可以為混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)的設計和分析提供理論指導。

[1] QIU Y F，DAI C B，JIN R.Impact of power electronic device development on power grids[C]//International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICS.Prague，Czech，IEEE，2016：9-14.

[2] QIN X，ZENG P，ZHOU Q，et al.Study on the development and reliability of HVDC transmission systems in China[C]//IEEE International Conference on Power System Technology.Wollongong，Australian，IEEE，2016：1-6.

[3]姚良忠，吳婧，王志冰，等.未來高壓直流電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)分析[J].中國電機工程學報，2014，34（5）：6007-6020.YAO Liangzhong，WU Jing，WANG Zhibing，et al.Pattern analysis of future HVDC grid development[J].Proceedings of the CSEE，2014，34（5）：6007-6020.

[4]游文霞，周子恒，陳磊，等.基于PSASP的特高壓直流與湖南受端交流系統(tǒng)相互影響研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2016，32（3）：18-24.YOU Wenxia，ZHOU Ziheng，CHEN Lei，et al.Study on mutual influences between UHVDC and the receiving-end AC system in hunan based on PSASP[J].Power System and Clean Energy，2016，32（3）：18-24.

[5]汪惟源，楊林，史慧杰，等.多饋入交互因子在多饋入交直流電網(wǎng)中的應用[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015，31（4）：54-58，65.WANG Weiyuan，YANG Lin，SHI Huijie，et al.Application of multi-infeed interaction factor in multi-infeed AC/DC hybrid power grid[J].Power System and Clean Energy，2015，31（4）：54-58，65.

[6]陳虎，張英敏，賀洋，等.多饋入直流輸電系統(tǒng)功率穩(wěn)定性分析[J].電網(wǎng)技術，2011，35（6）：50-54.CHEN Hu，ZHANG Yingmin，HE Yang，et al.Analysis on power stability of multi-infeed HVDC power transmission system[J].Power System Technology，2011，35（6）：50-54.

[7]張軍，潘愛強，吳金龍，等.多饋入直流輸電系統(tǒng)繼發(fā)性換相失敗影響因素分析[J].高壓電器，2016，（5）：72-78.ZHANG Jun，PAN Aiqiang，WU Jinlong，et al.Analysis on factors impacting followed commutation failure in MIDC transmission system[J].High Voltage Apparatus，2016，（5）：72-78.

[8]范彩云，張志剛，劉堃，等.HVDC逆變側典型故障暫態(tài)響應分析[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015，31（6）：39-43.FAN Caiyun，ZHANG Zhigang，LIU Kun，et al.Analysis on transient response of typical faults at the inverter side in HVDC[J].Power System and Clean Energy.2015，31（6）：39-43.

[9] TU J，ZHANG J，BU G，et al.Analysis of the sendingside system instability caused by multiple HVDC commutation failure[J].CSEE Journal of Power&Energy Systems，2015，1（4）：37-44.

[10]OOI B T，WANG Xiao.Voltage angle lock loop control of the boost type PWM converter for HVDC application[J].IEEE Transactions on Power Delivery，1990，5（2）：229-235.

[11]OOI B T，WANG Xiao.Boost type PWM HVDC transmission system[J].IEEE Transactions on Power Delivery，1991，6（l）：1557-1563.

[12]湯廣福.基于電壓源換流器的高壓直流輸電技術[M].北京：中國電力出版社，2010.

[13]趙成勇，孫營，李廣凱.雙饋入直流輸電系統(tǒng)中VSCHVDC的控制策略[J].中國電機工程學報，2008，28（7）：97-103.ZHAO Chengyong， SUN Ying， LI Guangkai.Control strategy of VSC-HVDC in dual-infeed HVDC systems[J].Proceedings of the CSEE，2008，28（7）：97-103.

[14]LIU Y，CHEN Z.A flexible power control method of VSC-HVDC link for the enhancement of effective shortcircuit ratio in a hybrid multi-infeed HVDC system[J].IEEE Transactions on Power Systems，2013，28（2）：1568-1581.

[15]GUO C，ZHAO C.Supply of an entirely passive AC network through a double-infeed HVDC system[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2010，25（11）：2835-2841.

[16]RAHIMI E，GOLE A M，DAVIES J B，et al.Commutation failure and overvoltage phenomena in multi-infeed HVDC system[C]//Proceeding Colloquium of Role of HVDC，F(xiàn)ACTS and Emerging Technologies in Evolving Power Systems.Bangalore，India：CIGRE，2005：54-73.

[17]LIU Y，CHEN Z.Transient voltage stability analysis and improvement of a network with different HVDC systems[J].2011，5（22）：1-8.

[18]ZHAO C，SUN Y.Study on control strategies to improve the stability of multi-infeed HVDC systems applying VSCHVDC[C]//Electrical and Computer Engineering，2006.CCECE′06.Canadian Conference，IEEE Xplore，2006：2253-2257.

[19]LI W.XIAO X.Impact of STATCOM on the voltage stability of HVDC terminating at location having low SCR[C]//2016 IEEE International Conference on Power System Technology（POWERCON），Wollongong，NSW，2016：1-6.

[20]趙勇，洪潮，曾勇剛，等.多直流饋入系統(tǒng)電壓支撐強度指標及其在南方電網(wǎng)STATCOM配置方案研究的應用[J].南方電網(wǎng)技術，2014，8（4）：22-26.ZHAO Yong，HONG Chao，ZENG Yonggang，et al.The voltage support strength factor（VSF） for multi-infeed HVDC systems and its application in CSG’s STATCOM allocation scheming[J].Southern Power System Technogy，2014，8（4）：22-26.

[21]SZEEHTMAN M，WESS T，THIO C V.A benchmark model for HVDC system studies[C]//International Conference on AC and DC Power Transmission.London，England，IET，1991：374-378.

[22]倪曉軍，趙成勇，許韋華，等.降低直流輸電換相失敗概率的改進拓撲及其控制策略[J].中國電機工程學報，2015，35（4）：811-820.NI Xiaojun，ZHAO Chengyong，XU Weihua，et al.An improved topology to decrease the commutation failure in LCC-HVDC and its control strategy[J].Proceedings of the CSEE，2015，35（4）：811-820.

Impact of VSC-HVDC on the Commutation Failure Immunity of LCC-HVDC in Dual-Infeed Hybrid HVDC System

LU Yi1，LIU Bo2，TONG Kai1，XUAN Jiazhuo1，LI Jihong3，NI Xiaojun1，GUO Chunyi2
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310014，Zhejiang，China；2.State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources（North China Electric Power University），Beijing 102206；3.State Grid Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310007，Zhejiang，China）

The VSC-HVDC helps to improve the commutation failure immunity （CFII）of the LCC-HVDC in the hybrid dual-infeed HVDC system.In this paper，a simulation model of the dual-infeed HVDC system is established in the PSCAD/EMTDC.The CFII of LCC-HVDC is analyzed when VSC is equipped with two different types of reactive power controllers.The principle of utilizing VSC-HVDC to improve the CFII of LCC-HVDC is revealed by the analysis of the operating characteristics of the system during the fault.In order to get the main factors that will influence the commutation and power recovery performance of LCC-HVDC，the distance between VSC and LCC and the control parameters of VSC is varied.The results could provide valuable theoretical guide for the design and analysis of dual-infeed hybrid HVDC system.

hybrid dual-infeed HVDC system;HVDC power transmission system;commutation failure;power recovery;controller parameters

混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)中VSC-HVDC能夠改善LCC-HVDC的換相失敗抵御能力?；赑SCAD/EMTDC搭建了混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型，研究了當VSC配備2種典型無功控制器，即定無功功率控制器和定交流電壓控制器情況下，LCC-HVDC的換相失敗抵御能力。通過分析LCC交流母線接地故障情況下系統(tǒng)的運行特性，揭示了VSC-HVDC改善LCC-HVDC換相失敗問題的機理。在此基礎上，分析了VSC-HVDC對LCC-HVDC換相失敗問題改善程度的主要影響因素，研究了VSC與LCC電氣距離、VSC控制器調節(jié)速度變化時LCC-HVDC的換相特性和故障后直流功率恢復速度。結果表明：結論可以為相關工程的設計和分析提供理論指導。

混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)；高壓直流輸電；換相失??；功率恢復；控制器參數(shù)

國家自然科學基金項目（51507060）；國網(wǎng)浙江省電力公司科技項目（5211DS150029）。

Project Supported by the National Science Foundation of China（51507060）；Science and Technology Project of State Grid Zhejiang Electric Power Company（5211DS150029）.

1674-3814（2017）09-0001-07

TM72

A

2017-04-21。

陸 翌（1979—），男，博士，高級工程師，主要研究方向高壓直流輸電技術和柔性直流輸電及大功率電力電子技術；

劉 博（1995—），男，碩士研究生，主要研究方向為高壓直流輸電；

倪曉軍（1989—），男，博士，主要研究方向為高壓直流輸電、混合直流輸電技術；

郭春義（1984—），男，副教授，主要研究方向為高壓直流輸電、混合直流輸電技術。

（編輯 馮露）