2025年,华北电力大学的新能源电力系统国家重点实验室联合康恒和郑涛开展了一项关键研究,把控保协同的理念应用于柔性低频输电系统。这次研究解决了一个长期困扰行业的难题:线路故障时保护的可靠性。随着海上风电不断向远海延伸和城市电网需要实现柔性互联,传统的输电技术面临越来越大的瓶颈。柔性低频输电凭借其独特的优势成为了行业关注的焦点。它能够同时兼具交直流输电的好处,不仅延长了电能输送距离,还提升了线路的输送容量。相比于高压直流输电,它不需要改变交流电的形式,保留了交流输电的灵活性和低成本优势;和50Hz工频交流输电相比,它有效减少了线路电抗对功率传输的影响。在这个系统中,模块化多电平矩阵变换器(M3C)是核心设备。它没有中间直流环节,控制灵活度高,成本更有竞争力。然而之前的通用控制方案存在一个问题:当低频线路发生不对称故障时,电容电压均衡控制需要调控负序电流,从而限制了负序电流的自由调控空间。更严重的是,之前的研究只关注故障控制目标是否实现,完全忽视了负序电流变化对保护动作性能的影响。 这次研究团队给这个问题找到了一个解决方案。他们采用基于环流控制的电容电压均衡策略,把M3C电容电压均衡控制和负序电流控制完全解耦开来。这样既保证了故障下电容电压稳定又放开了负序电流调控空间。基于这一突破,团队进一步理清了负序电流对保护动作性能的影响规律,以提升保护可靠性为目标确定了负序电流控制方案并选定了合理的参考值。他们在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了完整模型进行验证。 研究团队表示这次工作主要集中在电流差动保护性能提升上,后续还会分析其他保护方案在柔性低频输电系统中的适用性。这个项目得到了国家自然科学基金联合基金的支持。研究成果发表在2025年第7期《电工技术学报》上。