降低三端直流系統(tǒng)入地電流與功率損失的換流站電流調(diào)整策略

黃曼茜，劉 航，許建中

（1. 新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華北電力大學(xué)），北京市 102206；2. 南方電網(wǎng)超高壓輸電公司檢修試驗(yàn)中心，廣東省 廣州市 510663）

0 引言

多端直流輸電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)電源區(qū)域向多個(gè)負(fù)荷中心供電，在遠(yuǎn)距離、大容量電力傳輸中發(fā)揮著重要的作用［1-4］。發(fā)展多端直流輸電能夠促進(jìn)水電、風(fēng)電等清潔能源的消納，提升清潔能源發(fā)電量占比，有助于中國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)［5-7］。

為了提升輸電容量，提高運(yùn)行可靠性，多端直流輸電系統(tǒng)一般采用雙極結(jié)構(gòu)［8-10］。接地極系統(tǒng)常用于雙極直流，連接在兩極換流器的中性母線上，對(duì)稱運(yùn)行方式下流經(jīng)接地極電流近似為零；接地極能夠承載雙極間不平衡電流，并允許直流系統(tǒng)運(yùn)行在不對(duì)稱運(yùn)行方式［11-13］。一般地，接地極址及其連接線稱為接地極系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱接地極）。對(duì)于含接地極的雙極直流，當(dāng)一極因故障停運(yùn)，非故障極自動(dòng)以大地構(gòu)成回路，單極大地回路運(yùn)行存在直流偏磁問題［14］，通常進(jìn)一步轉(zhuǎn)為單極金屬回路運(yùn)行，將入地電流從接地極倒換至故障極輸電線路上［15-17］。

對(duì)于雙極多端直流，因隔離故障需要，系統(tǒng)具備退出受端單極的功能。若受端單極因故障退出運(yùn)行，此時(shí)流經(jīng)故障站接地極的電流為非故障極換流器直流電流。在不轉(zhuǎn)變運(yùn)行方式的條件下，只能通過降低非故障極功率以減小流經(jīng)故障站接地極電流，如此將進(jìn)一步增大故障站功率缺額。因此，當(dāng)單極退出時(shí)，如何在恢復(fù)對(duì)稱運(yùn)行方式前降低入地電流并減少功率損失，是一個(gè)亟待解決的問題。

文獻(xiàn)［18-20］提出并聯(lián)型多端直流電流/功率協(xié)調(diào)控制器，通過整定各站電流/功率參考值保證系統(tǒng)直流功率平衡與穩(wěn)定，所提控制器旨在平衡功率，難以兼顧降低入地電流。文獻(xiàn)［21-22］提出了多端直流功率轉(zhuǎn)帶策略，當(dāng)單極換流器退出時(shí)，將退出極的部分甚至全部功率轉(zhuǎn)帶到正常極，以減少功率損失并最小化非停極受端的接地極電流，但無法兼顧降低停極受端的入地電流。文獻(xiàn)［23］提出對(duì)于并聯(lián)型多端直流，單極退出時(shí)，另一極可以借助直流線路或備用金屬回線（連接兩換流站接地極的備用線路）與相鄰站共用接地極，再調(diào)整各換流站兩極電流來降低入地電流，但未提出具體的電流調(diào)整策略。

目前，中國(guó)已投運(yùn)的“雙極+接地極”結(jié)構(gòu)多端直流工程有祿高肇三端常規(guī)直流［24］以及昆柳龍三端混合直流［25］。針對(duì)三端直流系統(tǒng)受端故障單極退出工況，需要研究一種換流站電流調(diào)節(jié)策略，既保證故障站功率不進(jìn)一步損失，又能使三端直流系統(tǒng)入地電流降至安全水平并長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

本文基于并聯(lián)三端直流輸電系統(tǒng)，提出一種受端單極退出工況下，通過與相鄰站建立金屬支路，再協(xié)調(diào)相鄰站功率以彌補(bǔ)故障受端功率損失的換流站電流調(diào)整策略。本文提出的調(diào)整策略不僅可以避免故障站功率進(jìn)一步損失，還可以減少非故障站的功率損失，有助于減小故障處理過程對(duì)受端電網(wǎng)斷面的影響。

1 受端單極退出工況下建立轉(zhuǎn)移入地電流金屬支路的必要性分析

本文以三端直流系統(tǒng)為例，針對(duì)受端單極退出工況，展開降低換流站入地電流與功率損失的換流站電流調(diào)整策略研究。本章分析現(xiàn)有工程中進(jìn)入受端單極退出工況后的轉(zhuǎn)換處置原則，明確建立用于轉(zhuǎn)移換流站入地電流金屬支路的必要性。

以圖1 所示的三端直流系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，但以下分析結(jié)果與換流站型式無關(guān)。圖1 所示三端直流采用并聯(lián)型、“雙極+接地極”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，送端為電網(wǎng)換相換流器（line commutated converter，LCC），兩個(gè)受端均為模塊化多電平換流器（modular multilevel converter，MMC）。送端LCC 額定電流為5 kA，受端MMC1額定電流為1.875 kA，受端MMC2額定電流為3.125 kA。

圖1 三端直流系統(tǒng)拓Fig.1 Topology of three-terminal DC system

因隔離故障需要，三端直流系統(tǒng)可以將受端換流站單極退出，待故障清除后再重新投入該極。受端MMC1、MMC2單極退出工況示意圖如圖2所示。

圖2 三端直流系統(tǒng)運(yùn)行方式示意圖Fig.2 Schematic diagrams of operation modes of three-terminal DC system

實(shí)際工程中，在受端單極退出工況下，運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換處置原則如下：

1）維持當(dāng)前工況不變，在30 min 內(nèi)通過調(diào)整直流功率將三端入地電流降低至1.2 kA（接地極承載電流的安全水平）以下，入地電流降至1.2 kA 后，直流系統(tǒng)可以運(yùn)行一段時(shí)間，直至故障極恢復(fù)；

2）若短時(shí)間內(nèi)故障極無法恢復(fù)，則根據(jù)實(shí)際情況退出故障站另一極或退出非故障站同一極后轉(zhuǎn)為金屬回線；

3）故障清除后，可通過在線投極/站操作恢復(fù)三端雙極對(duì)稱運(yùn)行方式。

如圖2（a）所示，三端雙極對(duì)稱運(yùn)行方式下，三站入地電流為零。如圖2（b）所示，假設(shè)MMC2極2因故障退出，MMC2入地電流等于本站極1 換流器額定電流3.125 kA；因雙極電流平衡，MMC1入地電流為零；由三端入地電流之和為零可知，LCC 入地電流大小為3.125 kA，方向與MMC2入地電流相反。根據(jù)原則1），應(yīng)在30 min 內(nèi)通過調(diào)整直流功率將三端入地電流降低至1.2 kA 以下。由于MMC2入地電流為極1 換流器運(yùn)行電流，若通過降低MMC2極1功率以降低入地電流，將導(dǎo)致MMC2功率損失進(jìn)一步增大。

因此，在受端單極退出工況下，為了化解降低入地電流與減少功率損失這對(duì)矛盾，需要為故障站建立一條用于轉(zhuǎn)移入地電流的金屬支路［23］，并提出對(duì)應(yīng)換流站電流調(diào)整策略。

2 受端單極退出工況下金屬支路建立方法與換流站電流調(diào)整策略

2.1 MMC2極2 退出的運(yùn)行方式

如圖3（a）所示，在MMC2極2退出工況下，通過降低MMC2極1 電流，可以將入地電流降低至1.2 kA，此時(shí)MMC2直流功率損失在極2 退出后進(jìn)一步增大。金屬支路建立方法如圖3（b）所示，通過閉合轉(zhuǎn)換開關(guān)Q1、Q2（如圖3（b）中橙色線所示），將MMC1、MMC2的中性母線經(jīng)線路2 相連，即可建立一條轉(zhuǎn)移MMC2入地電流的金屬支路，然后分開MMC2接地極開關(guān)，MMC2入地電流全部轉(zhuǎn)移至MMC1接地極。金屬支路建立后，換流站各極電流與金屬支路建立前相同，僅MMC1和MMC2互換入地電流。

圖3 MMC2極2 退出工況下金屬支路建立與電流調(diào)整方法示意圖Fig.3 Schematic diagrams of metallic branch establishment and current adjustment methods under condition of exit of pole 2 in MMC2

換 流 站 電 流 調(diào) 整 策 略 如 圖3（c）所 示，IMMC1，1、IMMC1，2分 別 為MMC1極1、極2 電 流，IMMC2，1為MMC2極1 電流。在圖3（c）中，IMMC2，1可表示為：

式中：ΔI為MMC2極1 電流增加量。

通過列寫MMC1兩極中性點(diǎn)的基爾霍夫電流方程可得下式：

通過調(diào)整ΔI、IMMC1，1與IMMC1，2，可以在保證LCC、MMC1入地電流為安全水平1.2 kA 的基礎(chǔ)上減少M(fèi)MC2直流功率損失。為了避免過流，IMMC1，1、IMMC1，2不應(yīng)超過額定值1.875 kA，因此保持IMMC1，2為1.875 kA 不 變，減 小IMMC1，1，減 小 量 為ΔI。考 慮 到IMMC1，1不可反向，因此ΔI最大值為1.875 kA，ΔI的大小根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。若ΔI=1.875 kA，MMC1極1 電流全部轉(zhuǎn)移至MMC2極1，MMC1極1退出運(yùn)行，有IMMC1，1=0 kA，IMMC2，1=3.075 kA。

取ΔI=0.3 kA，調(diào)整電流后的結(jié)果如圖3（d）所示，此時(shí)IMMC2，1=1.5 kA，IMMC1，1=1.575 kA，IMMC1，2=1.875 kA，入地電流大小為1.2 kA 不變。經(jīng)過調(diào)整，系統(tǒng)可在MMC2單極退出工況運(yùn)行一段時(shí)間，等待MMC2極2 恢復(fù)。圖3（d）與圖3（a）相比，入地電流大小不變，但MMC2直流功率得到提升。

由圖3（d）可知，建立金屬支路的本質(zhì)是將MMC2極1 與MMC1極1 并聯(lián)接入MMC1接地極，調(diào)整ΔI的本質(zhì)是調(diào)整MMC1極1 與MMC2極1 之間的電流分配，達(dá)到轉(zhuǎn)移MMC1部分功率以支援MMC2，彌補(bǔ)MMC2部分功率缺額的目的。

若要使得所有換流站入地電流均為零，僅依靠調(diào)整ΔI不能實(shí)現(xiàn)，應(yīng)調(diào)整換流站電流至系統(tǒng)兩極電流相等。一種調(diào)整方案如圖3（e）所示，降低LCC極1 電流至1.875 kA（減小1.2 kA），同時(shí)降低MMC1極1 電流至0.375 kA（減小1.2 kA），則MMC1極1 與MMC2極1 并聯(lián)總電流降至1.875 kA，實(shí)現(xiàn)三站入地電流均為零。

2.2 MMC1極2 退出的運(yùn)行方式

如圖4（a）所示，在MMC1極2 退出的運(yùn)行方式下，通過降低MMC1極1 換流器電流，可以將入地電流降低至1.2 kA。此時(shí)，由于線路1、線路2 均擔(dān)負(fù)著通過極2 電流的任務(wù)，沒有空閑的直流線路作為金屬支路，因此需要提供一條備用線路作為MMC1入地電流的金屬支路。在MMC1極2 退出工況下，由于MMC1存在2 個(gè)相鄰站，因此存在2 種金屬支路建立方法。

圖4 MMC1極2 退出工況下金屬支路建立與電流調(diào)整方法示意圖(方法1)Fig.4 Schematic diagrams of metallic branch establishment and current adjustment methods under condition of exit of pole 2 in MMC1 (method 1)

1）方法1

金屬支路建立方法如圖4（b）所示，通過閉合轉(zhuǎn)換開關(guān)Q3、Q4（如圖4（b）中橙色線所示），將MMC1、MMC2的中性母線經(jīng)備用線路相連，然后分開MMC1接地極開關(guān)，將MMC1入地電流轉(zhuǎn)移至MMC2接地極。換流站電流調(diào)整策略如圖4（c）所示，IMMC2，2為MMC2極2 電流。在圖4（c）中，IMMC1，1可表示為：

式中：ΔI′為方法1 下MMC1極1 電流增加量。

通過列寫MMC2兩極中性點(diǎn)的基爾霍夫電流方程可得下式：

為 了 避 免 過 流，IMMC2，1、IMMC2，2不 應(yīng) 超 過 額 定 值3.125 kA，因此保持IMMC2，2不變，減小IMMC2，1，減小量為ΔI′。同理，IMMC1，1不應(yīng)超過額定值1.875 kA，因此ΔI′的最大值為0.675 kA，ΔI′的大小根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。若ΔI′=0.675 kA，IMMC1，1達(dá)到額定值，由于MMC2額定電流大于MMC1，調(diào)整后MMC2極1 仍有剩余電流，有IMMC1，1=1.875 kA，IMMC2，1=2.45 kA。

取ΔI′=0.3 kA，調(diào)整電流后的結(jié)果如圖4（d）所示，此時(shí)IMMC1，1=1.5 kA，IMMC2，1=2.825 kA，IMMC2，2=3.125 kA，入地電流大小為1.2 kA 不變。經(jīng)過調(diào)整，系統(tǒng)可在MMC1單極退出工況運(yùn)行一段時(shí)間，等待MMC1極2 恢復(fù)。圖4（d）與圖4（a）相比，入地電流大小不變，但MMC1直流功率得到提升。

類似2.1 節(jié)，由圖4（d）可知，金屬支路建立方法1 的 本 質(zhì) 是 將MMC1極1 與MMC2極1 并 聯(lián) 接 入MMC2接地極，調(diào)整ΔI′的本質(zhì)是調(diào)整MMC1極1 與MMC2極1 之間的電流分配，達(dá)到轉(zhuǎn)移MMC2部分功率以支援MMC1的目的。

僅依靠調(diào)整ΔI′不能實(shí)現(xiàn)所有換流站接地電流均為零，應(yīng)調(diào)整換流站電流至系統(tǒng)兩極電流相等。一種調(diào)整方案如圖4（e）所示，降低LCC 極1 電流至3.125 kA（減小1.2 kA），同時(shí)降低MMC2極1 電流至1.625 kA（減小1.2 kA），則MMC1 極1 與MMC2極1 并聯(lián)總電流降至3.125 kA，實(shí)現(xiàn)三站接地電流均為零。

2）方法2

金屬支路建立方法如圖5（a）所示，通過閉合轉(zhuǎn)換開關(guān)Q5、Q6（如圖5（a）中橙色線所示），將LCC、MMC1的中性點(diǎn)經(jīng)備用線路相連，然后分開MMC1接地極開關(guān)，將MMC1入地電流轉(zhuǎn)移至LCC 接地極。由圖4（a）可知，LCC 與MMC1入地電流大小相等、方向相反，因此兩站中性點(diǎn)相連后LCC 接地極電流為零。換流站電流調(diào)整策略如圖5（b）所示，ILCC，1為L(zhǎng)CC 極1 電 流。在 圖5（b）中，IMMC1，1可 表示為：

圖5 MMC1極2 退出工況下金屬支路建立與電流調(diào)整方法示意圖(方法2)Fig.5 Schematic diagrams of metallic branch establishment and current adjustment methods under condition of exit of pole 2 in MMC1 (method 2)

式中：ΔI″為方法2 下MMC1極1 電流增加量。

ILCC，1可表示為：

為 了 避 免 過 流，ILCC，1、IMMC1，1不 應(yīng) 超 過 額 定 值5 kA、1.875 kA，因此ΔI″的最大值為0.675 kA，ΔI″的大小根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。若ΔI″=0.675 kA，則ILCC，1、IMMC1，1均 達(dá) 到 額 定 值，有ILCC，1=5 kA，IMMC1，1=1.875 kA。

取ΔI″=0.3 kA，調(diào)整電流后的結(jié)果如圖5（c）所示，此時(shí)ILCC，1=4.625 kA，IMMC1，1=1.5 kA。經(jīng)過調(diào)整，系統(tǒng)可在MMC1單極退出工況運(yùn)行一段時(shí)間，等待MMC1極2 恢復(fù)。通過圖5（c）、圖4（a）對(duì)比可知，金屬支路建立方法2 不僅能夠提升MMC1的直流功率，金屬支路建立后各換流站入地電流均為零。

由圖5（c）可知，建立金屬支路的本質(zhì)是將LCC極1 與MMC1極1 并聯(lián)接入LCC 接地極，調(diào)整ΔI″的本質(zhì)是定向增大LCC 向MMC1的傳輸功率，彌補(bǔ)MMC1的功率缺額。

在MMC1單極退出工況下，金屬支路建立方法2（連接送端）優(yōu)于方法1（連接受端）。方法2 通過LCC 增發(fā)功率的方式彌補(bǔ)MMC1功率缺失，不會(huì)影響MMC2正常運(yùn)行，而方法1 通過轉(zhuǎn)移MMC2部分功率以支援MMC1，造成MMC2功率損失。在方法2中，LCC、MMC2入地電流相互抵消，建立金屬支路后各站入地電流均為零，而方法1 為實(shí)現(xiàn)各站入地電流為零還需進(jìn)一步降低換流站電流，造成功率進(jìn)一步損失。

3 三端以上直流受端單極退出工況下電流調(diào)整策略

上文提出的受端單極退出工況下金屬支路建立方法與換流站電流調(diào)整策略不僅適用于三端直流，可以拓展至三端以上直流系統(tǒng)。以圖6 所示的并聯(lián)四端直流拓?fù)錇槔M(jìn)行簡(jiǎn)述，其中換流站1、2 為整流站，換流站3、4 為逆變站。

圖6 四端直流系統(tǒng)受端單極退出工況下運(yùn)行方式示意圖Fig.6 Schematic diagrams for operation modes of unipolar exit at receiving end of four-terminal DC system

如圖6 所示，在站4 單極退出工況下，金屬支路建立方法為通過直流線路將站3 與站4 中性點(diǎn)相連，互換站3 與站4 的入地電流，然后通過調(diào)整站3 與站4 極1 電流實(shí)現(xiàn)站3 向站4 提供功率支援。

如圖6 所示，在站3 單極退出工況下，有2 種金屬支路建立方式。第1 種方法通過備用線路將站3與站4 中性點(diǎn)相連，互換站3 與站4 的入地電流，然后通過調(diào)整站3 與站4 極1 電流，實(shí)現(xiàn)站4 向站3 提供功率支援。第2 種方法通過備用線路將站2 與站3 中性點(diǎn)相連，由于站2 與站3 入地電流方向相反，相連后站2 入地電流絕對(duì)值減小；通過增大站2、站3 的極1 電流，可以定向增大站2 向站3 的傳輸功率，彌補(bǔ)站3 因單極退出產(chǎn)生的功率缺額，同時(shí)不引起站2 入地電流增大。

綜上，對(duì)于并聯(lián)多端直流，在受端換流站單極退出工況下，若故障站僅有一個(gè)相鄰站，金屬支路建立方法為通過空閑直流線路將故障站與相鄰站中性點(diǎn)相連。若故障站有2 個(gè)相鄰站，則需要通過備用線路將故障站與一個(gè)相鄰站中性點(diǎn)相連，然后協(xié)調(diào)相鄰站功率以支援故障站。此外，故障受端應(yīng)優(yōu)先選擇與相鄰送端建立金屬支路，不僅能實(shí)現(xiàn)送端、受端入地電流相互抵消，送端換流站還能夠通過增發(fā)功率的方式彌補(bǔ)故障站功率缺失，且不影響其余站正常運(yùn)行。

4 仿真驗(yàn)證

利用PSCAD/EMTDC 搭建圖1 所示三端直流工程仿真模型，對(duì)MMC2、MMC1極2 退出工況下入地電流轉(zhuǎn)移金屬支路建立與換流站電流調(diào)整過程進(jìn)行仿真。記LCC 極1、極2 電流與傳輸直流功率分別 為ILCC，1、ILCC，2、PLCC，1、PLCC，2，MMC1極1、極2 電 流與 接 收 直 流 功 率 分 別 為IMMC1，1、IMMC1，2、PMMC1，1、PMMC1，2，MMC2極1、極2 電 流 與 接 收 直 流 功 率 分 別為IMMC2，1、IMMC2，2、PMMC2，1、PMMC2，2，三站接地極電流為ILCC，G、IMMC1，G、IMMC2，G。

4.1 MMC2極2 退出工況仿真

MMC2極2 退出工況仿真結(jié)果如圖7（a）所示。t=2.0 s 前，系統(tǒng)運(yùn)行工況見圖3（a），LCC、MMC2兩站入地電流為1.2 kA。

t=2.0 s，如 圖3（b）所 示 的 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān)Q1、Q2閉合，MMC1、MMC2兩站接地極之間建立金屬支路，MMC2部分入地電流經(jīng)金屬支路轉(zhuǎn)移至MMC1。t=5.0 s，分 開MMC2接 地 極 開 關(guān)，MMC2入 地 電 流全部經(jīng)金屬支路轉(zhuǎn)移至MMC1。t=7.0～9.0 s，調(diào)整IMMC2，1從1.2 kA 上升至1.5 kA，IMMC1，1從1.875 kA 下降至1.575 kA，則PMMC2，1從470 MW 上升至588 MW，PMMC1，1從743 MW 下降至626 MW。電流調(diào)整結(jié)果如圖3（d）所示，相對(duì)于調(diào)整前圖3（a）所示的情況，調(diào)整后MMC1和MMC2入地電流互換，MMC1向MMC2支援功率118 MW，彌補(bǔ)了MMC2因換流器退出產(chǎn)生的功率缺額。

4.2 MMC1極2 退出工況仿真

1）方法1（與MMC2建立金屬支路）

MMC1極2 退出工況下方法1 的仿真結(jié)果如圖7（b）所示。t=2 s 前，系統(tǒng)運(yùn)行工況見圖4（a），LCC、MMC1兩站入地電流均為1.2 kA。

圖7 受端單極退出工況下?lián)Q流站電流調(diào)整策略仿真結(jié)果Fig.7 Simulation results of current adjustment strategy of converter station under condition of unipolar exit at receiving end

t=2 s，如圖4（b）所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)Q3、Q4閉合，MMC1、MMC2兩站接地極之間建立金屬支路，MMC1部分入地電流經(jīng)金屬支路轉(zhuǎn)移至MMC2。t=5 s，分開MMC1接地極開關(guān)，MMC1入地電 流經(jīng)金屬支路全部轉(zhuǎn)移至MMC2。t=7～9 s，調(diào)整IMMC1，1從1.2 kA 上 升 至1.5 kA，IMMC2，1從3.125 kA 下 降 至2.825 kA，則PMMC1，1從464 MW 上 升 至580 MW，PMMC2，1從1 173 MW 下 降 至1 063 MW。電 流 調(diào) 整結(jié)果見圖4（d），相對(duì)調(diào)整前圖4（a）所示的情況，調(diào)整 后MMC1和MMC2入 地 電 流 互 換，MMC2向MMC1支援功率116 MW，彌補(bǔ)了MMC1的功率缺失。

2）方法2（與LCC 建立金屬支路）

MMC1極2 退出工況下方法2 的仿真結(jié)果如圖7（c）所示。t=2 s 前，系統(tǒng)運(yùn)行工況見圖4（a）。t=2 s，如圖5（a）所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)Q5、Q6閉合，LCC、MMC1兩站接地極之間建立金屬支路，使MMC1部分入地電流經(jīng)金屬支路轉(zhuǎn)移至LCC，由于MMC1入地電流的分流與LCC 入地電流方向相反，互相抵消后使LCC 入地電流減小。t=5 s，分開MMC1接地極開關(guān)，MMC1入地電流經(jīng)金屬支路全部轉(zhuǎn)移至LCC，兩站入地電流大小相等、方向相反，互相抵消后 使ILCC，G=0。t=7～9 s，調(diào) 整ILCC，1從4.325 kA 上升 至4.625 kA，IMMC1，1從1.2 kA 上 升 至1.5 kA，則PMMC2，1從1 730 MW 上 升 至1 850 MW，PMMC1，1從460 MW 上升至574 MW。電流調(diào)整結(jié)果如圖5（c）所示，相對(duì)于調(diào)整前圖4（a）所示的情況，調(diào)整后三站入地電流為零，MMC2向MMC1支援功率114 MW，彌補(bǔ)了MMC1的功率缺失，且不影響MMC2的正常運(yùn)行。

5 結(jié)語

本文針對(duì)并聯(lián)型三端直流系統(tǒng)受端故障單極退出工況下降低入地電流與減少功率損失存在矛盾的問題，提出了金屬支路建立方法與換流站電流調(diào)整策略并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，得到如下結(jié)論：

1）利用直流線路/備用線路作為金屬支路將故障站中性點(diǎn)與非故障相鄰站接地極相連，可在保證故障站功率不進(jìn)一步損失的前提下，通過協(xié)調(diào)另一站功率，使三端直流系統(tǒng)入地電流降至1.2 kA 以下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。本文提出的調(diào)整策略相較于“故障站退極”方案，可避免故障站功率進(jìn)一步損失，相較于“非故障站退極”方案，可減少非故障站的功率損失，有助于減小故障處理過程對(duì)受端交流電網(wǎng)斷面的影響。

2）當(dāng)故障站僅有一個(gè)相鄰站時(shí)，采用直流線路與相鄰站建立金屬支路；當(dāng)故障站有2 個(gè)相鄰站時(shí)，采用備用線路與相鄰站建立金屬支路，故障站應(yīng)該優(yōu)先選擇與送端換流站建立金屬支路。

3）三端直流系統(tǒng)在受端單極退出工況下，若含空閑直流線路，所提電流調(diào)整策略能夠在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上執(zhí)行；若不含空閑直流線路，為執(zhí)行所提策略，需要架設(shè)備用線路，經(jīng)濟(jì)性較差。

對(duì)于三端以上直流系統(tǒng)，受端單極退出工況下，或采用所提電流調(diào)整策略進(jìn)行站間功率支援，或?qū)⑾到y(tǒng)解列為“對(duì)稱雙極”和“單極金屬回線”子系統(tǒng)，兩類處理方案的優(yōu)劣有待進(jìn)一步分析研究。