唐溢， 李保宏， 曾蕊， 江琴， 劉天琪

(四川大學(xué)電氣工程學(xué)院,四川 成都 610065)

0 引言

近年來(lái)，隨著廣域交流大電網(wǎng)的形成，穩(wěn)定性降低、短路電流超標(biāo)等技術(shù)問(wèn)題涌現(xiàn)，導(dǎo)致電網(wǎng)安全隱患爭(zhēng)議不斷[1—5]。與此同時(shí)，大功率電力電子器件、高壓換流技術(shù)等發(fā)展迅速，其中柔性直流(下文簡(jiǎn)稱“柔直”)輸電憑借可實(shí)現(xiàn)異步互聯(lián)、故障隔離、有功無(wú)功快速可控和無(wú)換相失敗等優(yōu)勢(shì)有效應(yīng)對(duì)了當(dāng)前交流輸電面臨的困境，成為業(yè)界焦點(diǎn)[6—9]。目前直流工程投運(yùn)規(guī)模顯著提升，柔直對(duì)交流系統(tǒng)短路電流的影響也不斷加深[10—12]。

針對(duì)柔直對(duì)交流側(cè)故障的影響和三相短路電流的計(jì)算，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究[13—18]。文獻(xiàn)[15]對(duì)含逆變型分布式電源的配電網(wǎng)故障分析進(jìn)行探討；文獻(xiàn)[18]分析得到柔直電網(wǎng)換流站近區(qū)發(fā)生三相短路故障后，柔直提供的短路電流的特征，但對(duì)其影響因素分析得不夠全面；文獻(xiàn)[19]分析了柔直提供的短路電流的特性和機(jī)理，提出了含柔直輸電系統(tǒng)的交直流混聯(lián)系統(tǒng)短路電流分析和計(jì)算方法，但并沒有指出柔直提供的短路電流與出口電壓相位相關(guān)?，F(xiàn)有研究結(jié)論僅初步明確了柔直提供的短路電流由總限幅環(huán)節(jié)決定，但實(shí)際上柔直對(duì)交流系統(tǒng)短路電流的影響因素較為復(fù)雜，特定情況下其無(wú)功限幅環(huán)節(jié)將成為決定因素。

為進(jìn)一步厘清柔直對(duì)交流系統(tǒng)短路電流的影響因素，文中從交流系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障時(shí)的柔直處理方法入手，基于相關(guān)研究成果，將柔直等效為具有一定相位與幅值的電流源，并重點(diǎn)針對(duì)相位與幅值分析相關(guān)影響因素，包括控制方式、控制參考值、接地類型、電氣距離等。結(jié)果表明，對(duì)于交流側(cè)三相短路故障，柔直對(duì)短路電流的影響共有饋入為零、饋入為有功控制環(huán)節(jié)限幅值、饋入為無(wú)功控制環(huán)節(jié)限幅值和饋入為無(wú)功控制環(huán)節(jié)參考值4種情況。

1 三相短路故障時(shí)柔直處理方法

典型的柔直控制系統(tǒng)如圖1所示。其中Udc，Udcref分別為直流電壓實(shí)際值和參考值；P，Pref分別為有功功率實(shí)際值和參考值；Q，Qref分別為無(wú)功功率實(shí)際值和參考值；Uac，Uacref分別為交流電壓實(shí)際值和參考值；id，idref分別為d軸電流實(shí)際值和參考值；iq，iqref分別為q軸電流實(shí)際值和參考值。外環(huán)功率控制器通過(guò)矢量控制將控制量解耦并轉(zhuǎn)換成內(nèi)環(huán)電流參考值；內(nèi)環(huán)電流控制器通過(guò)調(diào)節(jié)模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)上、下橋臂的差模電壓保證交流側(cè)電流能快速追蹤參考電流，并最終與參考電流一致，實(shí)現(xiàn)對(duì)換流站功率或電壓等電氣量的控制。

圖1 基于矢量控制的柔直控制系統(tǒng)Fig.1 VSC control system based on vector control

根據(jù)外環(huán)控制器的控制方式不同，換流站存在4種組合控制方式，分別為定直流電壓/定交流電壓控制、定直流電壓/定無(wú)功功率控制、定有功功率/定交流電壓控制和定有功功率/定無(wú)功功率控制。

當(dāng)換流器控制方式、有功或無(wú)功類參數(shù)的參考值以及柔直出口電壓相位一定時(shí)，柔直對(duì)外提供的電流一定。因此相對(duì)于交流系統(tǒng)而言，發(fā)生三相短路故障后，柔直可視為大小可控的電流源。

(1)

式中：idlim為d軸電流限幅值，即1.1 p.u.；Kp，Ki分別為比例系數(shù)和積分系數(shù)。

以有功功率控制模式為例，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，換流器輸出電流為額定值，相當(dāng)于幅值為1 p.u.的電流源。當(dāng)柔直出口，即公共連接點(diǎn)(point of com-mon coupling,PCC)處發(fā)生三相經(jīng)電阻接地短路故障后，其外送功率P受阻，瞬間下降到0，但此時(shí)其有功功率參考值Pref不變。由式(1)與圖1可知，有功電流將持續(xù)上升，并最終穩(wěn)定在限幅值1.1 p.u.[10]，且柔直出口電壓與系統(tǒng)交流短路電流同相位，即有功電流與短路電流同相位，柔直提供的有功電流可全部饋入交流系統(tǒng)短路電流。因此柔直在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)可以等效為具有一定相位與幅值的電流源。

2 柔直對(duì)交流側(cè)短路電流的影響

柔直對(duì)交流電網(wǎng)短路電流的影響在于發(fā)生短路故障后，柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流將疊加至交流系統(tǒng)短路電流上。一般情況下，交流系統(tǒng)短路電流為感性無(wú)功電流，相位接近-90°。考慮到柔直等效電流源的相位、幅值是由控制方式、故障類型等因素決定的，與交流系統(tǒng)短路電流可能具有不同的相位，因此在分析時(shí)不僅要考慮幅值，也須考慮兩者相位。

2.1 等效電流源相位的影響因素

交流系統(tǒng)短路電流遠(yuǎn)大于柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流，所以柔直對(duì)交流系統(tǒng)短路電流的影響只取決于電流源相位與短路電流相位一致的部分，與短路電流相位垂直的部分可以忽略。

柔直等效電流源的相位以其出口電壓為參考，分為有功電流相位與無(wú)功電流相位，有功電流相位與出口電壓相位一致，無(wú)功電流相位與出口電壓相位呈-90°相位差，如圖2所示。因此，當(dāng)不同類型故障導(dǎo)致?lián)Q流器出口電壓相位不同時(shí)，柔直輸出電流相位也會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致其與交流系統(tǒng)短路電流相加后的結(jié)果不同，最終使得柔直等效電流源具有不同幅值。

圖2 柔直輸出電流與其出口電壓相位關(guān)系Fig.2 Phase relation between VSC output current and its output voltage

2.1.1 金屬性接地故障

圖3 柔直近區(qū)金屬性短路故障Fig.3 Metal short circuit fault near VSC

(2)

式中：X為線路等值電抗；R為線路等值電阻；P2為線路末端有功功率；Q2為線路末端無(wú)功功率；δV2為出口電壓橫分量降落量。由式(2)可知，發(fā)生金屬性短路時(shí)，P2與Q2均為0，因此換流器出口處電壓V2與參考電壓V1相位一致且接近于0。此時(shí)柔直以相位為0輸出功率，饋入系統(tǒng)的短路電流主要由無(wú)功電流決定。無(wú)功電流相位與交流系統(tǒng)短路電流相位一致，而有功電流相位與交流系統(tǒng)短路電流垂直，基本不對(duì)交流系統(tǒng)短路電流產(chǎn)生影響。因此，當(dāng)柔直系統(tǒng)發(fā)生近區(qū)金屬性故障時(shí)，決定等效電流源幅值的是柔直系統(tǒng)中的無(wú)功控制環(huán)節(jié)。

2.1.2 經(jīng)電阻接地故障

柔直系統(tǒng)近區(qū)發(fā)生經(jīng)電阻接地故障的示意如圖4所示。

圖4 柔直近區(qū)經(jīng)電阻短路故障Fig.4 Short circuit fault by resistance near VSC

根據(jù)式(2)可知，由于存在接地電阻，此時(shí)P2不為0，同時(shí)由于接地點(diǎn)線路電壓幅值V2接近于0，δV2將非常大，因此故障點(diǎn)電壓V2的相位與參考電壓V1相位差距較大，接近于90°。此時(shí)柔直以相位約為90°的出口電壓V2為參考輸出功率，導(dǎo)致柔直的有功電流相位與交流系統(tǒng)短路電流相位一致。因此，當(dāng)柔直近區(qū)經(jīng)電阻接地時(shí)，決定等效電流源幅值的是柔直系統(tǒng)中的有功控制環(huán)節(jié)。

2.2 等效電流源幅值的影響因素

在柔直等效電流源的相位確定時(shí)，不同的控制策略以及故障點(diǎn)的位置均會(huì)影響等效電流源的幅值，因此須分析這2種因素對(duì)等效電流源幅值的影響機(jī)理。

2.2.1 定直流電壓/定無(wú)功功率控制

定直流電壓/定無(wú)功功率控制的數(shù)學(xué)模型如下：

(3)

(4)

式中：idlim=1.1 p.u.,iqlim=0.5 p.u.；iqlim為q軸電流限幅值。

PCC發(fā)生三相短路故障后，直流電壓迅速升高，根據(jù)式(3)可知參考電流idref將持續(xù)上升，但受外環(huán)電流限幅環(huán)節(jié)影響，參考電流會(huì)保持為限幅值，定電壓端的有功功率傳輸能力無(wú)法達(dá)到額定狀態(tài)，剩余有功功率將向橋臂電容充電，導(dǎo)致直流電壓繼續(xù)上升，即定電壓控制環(huán)節(jié)失穩(wěn)。

當(dāng)定無(wú)功功率參考值Qref設(shè)定為0時(shí)，q軸無(wú)功電流在故障時(shí)仍然跟隨參考值保持為0，柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流僅為有功電流值。由于柔直以出口處電壓相位為參考點(diǎn)輸出短路電流，因此系統(tǒng)在近區(qū)發(fā)生三相金屬性短路故障時(shí)，其輸出有功電流相位與出口處電壓相位一致，為0°，但交流系統(tǒng)短路電流相位為-90°且數(shù)值遠(yuǎn)大于有功電流，因此該情況下柔直向短路點(diǎn)饋入的電流為0，短路電流僅由交流系統(tǒng)決定；當(dāng)定無(wú)功功率參考值設(shè)定不為0時(shí)，q軸無(wú)功電流在故障時(shí)將增加到其外環(huán)無(wú)功控制環(huán)節(jié)的限幅值，并且無(wú)功電流相位與交流系統(tǒng)短路電流相位一致，此時(shí)柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流為無(wú)功電流限幅值。

2.2.2 定有功功率/定交流電壓控制

定有功功率/定交流電壓控制的數(shù)學(xué)模型如下：

(5)

式中：iqlim=0.5 p.u.。

PCC發(fā)生三相短路故障后，交流電壓迅速降低為0，無(wú)功電流參考值將迅速增加到限幅值。而定有功功率控制與定無(wú)功功率控制方式類似，即有功功率參考值為0，近區(qū)三相接地時(shí)，其d軸有功電流仍為0，若有功參考值不為0，則故障時(shí)d軸有功電流將達(dá)到d軸限幅值。根據(jù)前述分析，由于只有無(wú)功電流相位與交流系統(tǒng)短路電流相位一致，因此柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流為無(wú)功電流限幅值。

以上分析過(guò)程同樣適用于定直流電壓/定交流電壓控制和定有功功率/定無(wú)功功率控制，文中不再贅述。

2.2.3 電氣距離

交流系統(tǒng)某支路發(fā)生三相短路故障時(shí)，其等值電路如圖5所示[19]。其中G1，G2分別為發(fā)電機(jī)1、發(fā)電機(jī)2；Z1，Z2，Z3，Zvsc分別為線路1、線路2、線路3和換流站的等效阻抗。換流站呈現(xiàn)出的是電流源特性，因此在短路電流計(jì)算中可將換流站等效為圖6所示電流源，其中，IVSC為柔直輸出電流；IVSC1，IVSC2分別為流經(jīng)線路1和線路2的短路電流。

圖5 短路故障等值電路Fig.5 Equivalent circuit diagram of short circuit fault

圖6 短路電流計(jì)算等值電路Fig.6 Equivalent circuit diagram of short circuit current calculation

柔直等效成電流源后，Zvsc不影響短路電流的分流，柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流IVSC2計(jì)算如下：

(6)

故障點(diǎn)電氣距離越遠(yuǎn)，即Z2越大，柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流幅值越小。最終的故障點(diǎn)短路電流由計(jì)算所得的柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流與交流側(cè)短路電流相加得出。

2.3 柔直對(duì)交流系統(tǒng)短路電流的影響規(guī)律

由前文可知，對(duì)于三相短路故障，柔直對(duì)短路電流的影響由換流站所采取的控制策略、故障類型、電氣距離和控制參數(shù)共同決定，具體見表1。

由表1可知，從受端短路電流超標(biāo)計(jì)算的角度出發(fā)，保守計(jì)算時(shí)可將柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流按照最大值1.1 p.u.進(jìn)行折算，大多數(shù)故障情況下柔直主要由無(wú)功控制限幅決定。因此，一般情況下將柔直的無(wú)功控制環(huán)節(jié)設(shè)置為定無(wú)功功率控制，并將參考值設(shè)置為0，即可不對(duì)外提供短路電流。

表1 柔直系統(tǒng)對(duì)三相短路電流的影響規(guī)律Table 1 Influence of VSC on three phase short circuit current

3 仿真驗(yàn)證

在PSCAD上搭建如圖7所示的柔直系統(tǒng)，相關(guān)參數(shù)主要采用PSCAD發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)模型，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)與控制參數(shù)如表2所示。

圖7 柔直輸電系統(tǒng)模型示意Fig.7 Schematic diagram of VSC- HVDC system model

表2 兩端柔直輸電系統(tǒng)參數(shù)Table 2 Parameters of two terminal VSC-HVDC transmission system

3.1 不同控制方式仿真

3.1.1 定直流電壓/定無(wú)功功率控制

(1) 換流器d軸有功電流id變化情況。當(dāng)柔直采取定直流電壓/定無(wú)功功率控制時(shí)，其外環(huán)控制框圖如圖1所示，輸出的d軸有功參考電流idref的表達(dá)式如式(3)所示，仿真結(jié)果見圖8。

圖8 定直流電壓/定無(wú)功功率控制仿真結(jié)果Fig.8 Simulation results of constant DC voltage/constant reactive power control

換流器近區(qū)發(fā)生三相短路故障后，交流電壓迅速降低，MMC有功功率傳輸能力降低為0。然而，在故障發(fā)生瞬間，系統(tǒng)中的定功率端對(duì)功率傳輸仍然具有支撐作用，直流線路上此時(shí)依舊輸送額定的有功功率，而受端定直流電壓換流站由于交流系統(tǒng)電壓降低，導(dǎo)致功率輸送受阻，會(huì)有剩余功率不能被定電壓換流站接受，這部分功率將會(huì)對(duì)橋臂子模塊電容充電，從而導(dǎo)致直流電壓不斷上升，進(jìn)一步作用于定電壓控制環(huán)節(jié)，使d軸參考電流隨之上升。但受外環(huán)電流限幅環(huán)節(jié)的影響，該d軸參考電流將穩(wěn)定于限幅值，此后即使直流電壓繼續(xù)上升，其幅值仍將保持為限幅值1.1 p.u.不變。最終，由于電流幅值被限制，定電壓端的有功功率傳輸能力無(wú)法達(dá)到額定狀態(tài)，剩余有功功率將繼續(xù)向橋臂電容充電，導(dǎo)致直流電壓繼續(xù)上升，直至定電壓控制環(huán)節(jié)失穩(wěn)。

(2) 換流器q軸無(wú)功電流iq變化情況。當(dāng)柔直采取定無(wú)功功率控制時(shí)，其外環(huán)控制框圖如圖1所示，輸出的q軸無(wú)功參考電流iqref的表達(dá)式如式(4)所示。當(dāng)換流器近區(qū)發(fā)生三相短路故障后，定無(wú)功控制下無(wú)功電流的變化須考慮無(wú)功功率參考值。

定無(wú)功功率參考值設(shè)定為0時(shí)，q軸無(wú)功電流在故障時(shí)仍跟隨參考值保持為0。柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流由有功電流與無(wú)功電流共同決定。如圖9所示，雖然柔直端口電流有效值增加到1.1 p.u.的限幅值，但其全部為有功電流，其相位與交流系統(tǒng)短路電流相位相差90°。因此，此時(shí)柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流對(duì)短路電流基本無(wú)影響。

圖9 交流側(cè)和故障點(diǎn)短路電流(Qref=0)Fig.9 Short circuit current at AC side and fault point(Qref=0)

定無(wú)功功率參考值設(shè)定不為0時(shí)，q軸無(wú)功電流在故障時(shí)將增加至限幅值，仿真模型中設(shè)定為0.5 p.u.。此時(shí)無(wú)功電流相位與交流系統(tǒng)相位一致，據(jù)前述結(jié)論，柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流為無(wú)功電流限幅值0.5 p.u.，如圖10所示。

圖10 交流側(cè)和故障點(diǎn)短路電流(Qref≠0)Fig.10 Short circuit current at AC side and fault point(Qref≠0)

3.1.2 定直流電壓/定交流電壓控制

當(dāng)采用定直流電壓/定交流電壓控制時(shí)，定直流電壓控制方式導(dǎo)致的d軸有功電流變化情況與前述內(nèi)容相同，此處僅需討論定交流電壓控制導(dǎo)致的q軸無(wú)功電流變化情況。當(dāng)柔直外環(huán)無(wú)功控制采取定交流電壓控制時(shí)，其外環(huán)控制框圖如圖1所示，輸出的q軸無(wú)功參考電流iqref的表達(dá)式如式(5)所示。

換流器近區(qū)發(fā)生三相短路故障后，交流電壓迅速降低，即Uac接近為0，根據(jù)式(5)可知，外環(huán)無(wú)功控制環(huán)節(jié)的輸出無(wú)功電流參考值iqref將迅速增加直至達(dá)到限幅值0.5 p.u.。由于在定直流電壓/定交流電壓控制下，柔直有功電流和無(wú)功電流均會(huì)增加至限幅值，而根據(jù)前述分析結(jié)論，只有無(wú)功電流才會(huì)影響三相接地故障電流，因此柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流為0.5 p.u.，具體如圖11所示。

圖11 交流側(cè)和故障點(diǎn)短路電流(定直流電壓/定交流電壓)Fig.11 Short circuit current at AC side and fault point(constant DC voltage/constant AC voltage)

3.1.3 定有功功率/定無(wú)功功率控制

當(dāng)采用定有功功率/定無(wú)功功率控制時(shí)，定無(wú)功功率控制方式導(dǎo)致的q軸無(wú)功電流變化情況與前文相同，此處僅討論定有功功率控制方式導(dǎo)致的d軸有功電流變化情況。當(dāng)柔直外環(huán)有功控制采取定有功功率控制方式時(shí)，其外環(huán)控制框圖見圖1，輸出的d軸有功參考電流idref的表達(dá)式如式(1)所示。

與定無(wú)功功率控制方式類似，定有功功率控制方式對(duì)d軸有功電流的影響也受參考值的影響，即當(dāng)有功功率參考值為0時(shí)，近區(qū)三相接地時(shí)其d軸有功電流仍然為0，當(dāng)有功參考值不為0時(shí)，則故障時(shí)將達(dá)到d軸限幅值。

有功電流的變化基本不影響柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流(經(jīng)電阻接地故障除外)，因此柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流由無(wú)功功率控制環(huán)節(jié)決定。圖12為交流側(cè)和故障點(diǎn)短路電流，可知，在定無(wú)功功率為0時(shí)，有功電流不影響故障點(diǎn)短路電流大小。

圖12 交流側(cè)和故障點(diǎn)短路電流(定有功功率/定無(wú)功功率)Fig.12 Short circuit current at AC side and fault point(constant active power/constant reactive power)

3.1.4 定有功功率/定交流電壓控制

根據(jù)前述分析，在定交流電壓控制下，柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流為其無(wú)功電流控制環(huán)節(jié)的限幅值，與有功功率控制方式無(wú)關(guān)，定有功功率/定交流電壓控制下系統(tǒng)的仿真情況如圖13所示，可以發(fā)現(xiàn)，盡管有功電流被限幅，但柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流值仍然為0.5 p.u.，即為其無(wú)功電流幅值大小，仿真結(jié)果與分析一致。

圖13 交流側(cè)和故障點(diǎn)短路電流(定有功功率/定交流電壓)Fig.13 Short circuit current at AC side and fault point(constant active power/constant AC voltage)

3.2 不同故障類型仿真

柔直近區(qū)發(fā)生經(jīng)電阻接地故障時(shí)，出口處短路點(diǎn)的電壓相位為-90°，與交流系統(tǒng)短路電流的相位一致，且柔直輸出的有功電流與出口電壓相位相同，經(jīng)前文分析，柔直輸出的有功電流可全部饋入到短路點(diǎn)，其大小跟控制方式有關(guān)。當(dāng)柔直采用定直流電壓控制，或定有功功率控制(有功功率參考值不為0)時(shí)，柔直輸出到故障點(diǎn)的有功電流為限幅值1.1 p.u.，當(dāng)采用有功參考值為0的定有功功率控制模式時(shí)，換流站不對(duì)外貢獻(xiàn)短路電流。系統(tǒng)運(yùn)行在定直流電壓/定無(wú)功功率控制(無(wú)功功率參考值為0)時(shí)發(fā)生經(jīng)電阻接地故障的仿真情況如圖14所示，與理論分析一致。

3.3 不同電氣距離仿真

圖15為受端電網(wǎng)等效模型。為研究電氣距離對(duì)柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流的影響，仿真時(shí)通過(guò)改變圖15中與Z2相關(guān)的電氣距離L來(lái)進(jìn)行分析，其中IG1_theory，IG1分別為G1提供的理論和實(shí)際短路電流；Ileft，Iright，Ifault分別為故障點(diǎn)到G2、換流站和到地的短路電流。

圖15 受端電網(wǎng)等效模型Fig.15 Equivalent model of receiving end power grid

據(jù)圖15中的變量關(guān)系所示，柔直在減少線路2的饋入短路電流IVSC2的同時(shí)，會(huì)增加流經(jīng)線路1的短路電流IVSC1，仿真時(shí)可通過(guò)改變?nèi)嵝灾绷鞯目刂撇呗砸约半姎饩嚯x來(lái)對(duì)比交流系統(tǒng)相關(guān)電流的變化情況進(jìn)行驗(yàn)證。

據(jù)前文分析，當(dāng)系統(tǒng)采用定有功功率/定無(wú)功功率控制且無(wú)功功率參考值為0時(shí)(方式1)，發(fā)生交流故障后，柔直不對(duì)外貢獻(xiàn)短路電流；當(dāng)系統(tǒng)采用定有功功率/定交流電壓控制且無(wú)功功率參考值不為0時(shí)(方式2)，柔直僅對(duì)外提供無(wú)功電流。通過(guò)在同一電氣距離下比較方式1與方式2下故障電流以及比較方式1與方式2下線路1的電流間的差值，則可得出柔直對(duì)外貢獻(xiàn)的故障電流。

表3為不同控制方式下不同電氣距離對(duì)短路電流的影響。由表3可知，隨著故障點(diǎn)到柔直電氣距離的增加，柔直饋入線路2的短路電流由0.5 p.u.減小至0.2 p.u.，流經(jīng)線路1的短路電流由0增至0.3 p.u.，與理論分析結(jié)果相符。

表3 不同電氣距離對(duì)短路電流的影響Table 3 Influence of different electrical distances on short circuit current

4 結(jié)論

文中研究了發(fā)生三相短路時(shí)的柔直處理方法，分析了各柔直饋入交流系統(tǒng)的故障電流的影響因素，利用仿真進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證，結(jié)論如下：

(1) 當(dāng)受端電網(wǎng)發(fā)生三相短路故障后，柔直會(huì)提供短路電流，并呈現(xiàn)電流源特性。

(2) 柔直饋入交流系統(tǒng)的短路電流與換流站控制方式、控制參數(shù)、交流側(cè)故障類型和故障點(diǎn)電氣距離有關(guān)，共有饋入為零、饋入為有功控制環(huán)節(jié)限幅值、饋入為無(wú)功控制環(huán)節(jié)限幅值和饋入為無(wú)功控制環(huán)節(jié)參考值4種情況。

(3) 實(shí)際工程中，在保守計(jì)算柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流時(shí)，可以按照電流限幅值進(jìn)行折算。

(4) 大多數(shù)故障情況下柔直輸出到故障點(diǎn)的短路電流主要由無(wú)功控制限幅決定，因此，一般情況下將柔直的無(wú)功控制環(huán)節(jié)設(shè)置為定無(wú)功功率控制，并將參考值設(shè)置為0，即可不對(duì)外提供短路電流。