VSC-HVDC换流器故障诊断：闭锁条件下的方法

"这篇论文探讨了在故障阀臂封锁条件下的电压源换流器高压直流输电（VSC-HVDC）系统的故障诊断算法。针对五种常见的换流器内部故障，包括IGBT阀器件短路、桥臂直通、交流侧单相接地、交流侧两相短路和直流单极接地，研究了故障保护与诊断的协同策略。通过分析保护闭锁时直流电压和交流电流的变化规律，提出了一种基于闭锁时刻直流电压和闭锁后两个周期的三相交流电流特征信号的故障分类和定位方法。该方法确定了区分故障类型的电压和电流诊断阈值，并通过PSCAD/EMTDC模型的仿真验证了其在严重故障情况下的有效性和准确性，能够准确识别故障类型并定位故障位置，适用于VSC-HVDC换流器在故障阀臂闭锁情况下的故障诊断。" 详细知识点解析： 1. **电压源换流器（VSC）**: VSC是一种可控制的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电或反之，是VSC-HVDC系统的核心组成部分。在文中，它涉及到IGBT阀器件的故障，这些故障可能影响系统的稳定运行。 2. **高压直流输电（HVDC）**: 高压直流输电是一种远距离、大容量电力传输技术，相比交流输电具有更高的能效和更少的损耗。VSC-HVDC系统是HVDC的一种形式，使用VSC实现电压控制。 3. **故障保护与诊断**: 故障保护是确保系统安全的重要措施，当检测到故障时，会快速隔离故障部分。而故障诊断则是识别故障类型和位置的过程，以便进行修复。 4. **故障类型**: 文中列举了五种主要故障：IGBT阀短路、桥臂直通、交流侧单相接地、交流侧两相短路和直流单极接地。每种故障都可能导致不同的系统响应，需要特定的诊断策略。 5. **故障阀臂封锁**: 当检测到故障时，系统可能会封锁故障阀臂以防止故障扩散，此时的故障诊断必须在封锁条件下进行。 6. **特征信号提取**: 提出的方法利用闭锁时刻的直流电压和闭锁后的交流电流变化作为特征信号，这些信号可以反映故障的特性，有助于分类和定位。 7. **诊断阈值**: 通过分析确定的电压和电流诊断阈值是区分不同故障类型的关键，它们帮助判断故障的性质。 8. **仿真验证**: PSCAD/EMTDC是电力系统仿真工具，通过它进行的仿真验证证明了该诊断方法的有效性和精确性。 9. **应用范围**: 这种故障诊断方法特别适用于VSC-HVDC换流器在故障阀臂闭锁的情况下，能够提供快速且准确的故障识别和定位，对系统稳定性至关重要。 通过以上分析，我们可以看出，该研究对于提高VSC-HVDC系统的故障处理能力，保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。