Abstract
Future DC transmission grids may include a central DC hub which will be connecting numerous DC lines and transferring multi GW power. The LCL DC hub is a multiport high power DC/DC converter that incorporates an inner LCL circuit to interconnect DC systems with different DC voltages through DC/AC ports. The LCL DC hub has an intrinsic attribute to limit the propagation of DC faults such that DC fault atone DC transmission line will not bring down the DC voltage or cause DC over current on other DC lines. As the operating security of the hub is of top concern, this paper proposes a reconfigurable multiphase method to avoid a common failure mode. The n−1 redundancy and expandability using multi-phase approach are analyzed and compared with other methods. A fast, on-line phase reconfiguration and phase replacing control of the DC hub are proposed and verified, enabling the hub to continue operating under single-phase faults. Common mode current of the LCL DC hub is analyzed to provide guide line son structure and operation of the ports. It is concluded that 4-phase topology, possibly with a redundant5th phase might offer best overall performance and with high redundancy/security required for large DC grids
چکیده
شبکه های انتقال DC آینده ممکن است دربر دارنده یک قطب مرکزی DC قدرتمند باشند که به اتصال خطوط DC متعدد و انتقال قدرت های متعدد GW بپردازند. قطب مرکزی LCL DC یک مبدل DC یا DC با قدرت بالا است که دارای یک مدار داخلی LCL برای اتصال سیستم های DC با ولتاژ DC مختلف از طریق پورت های DC / AC می باشد. قطب مرکزی LCL DC دارای یک ویژگی ذاتی برای محدود کردن انتشار گسل DC است به طوری که گسل DC در یک خط انتقال DC، ولتاژ DC را کاهش نمی دهد و یا باعث قرار گرفتن DC بیش از خطوط DC دیگر فعلی نمی شود. از آنجایی که امنیت عامل قطب مرکزی از اهمیت زیادی برخوردار است، این مقاله یک روش چند مرحله ای پیکر بندی مجدد را برای جلوگیری از شکست و یا گسل مشترک ارائه می کند. رویکرد n- 1 افزونگی و قابلیت توسعه با استفاده از روش چند مرحله ای مورد تجزیه و تحلیل و مقایسه با روش های دیگر قرار گرفته است. پیکر بندی دوباره سریع و آنلاین فاز و کنترل جایگزینی فاز مرکز DC پیشنهاد و تایید شده و قطب مرکزی را قادر به ادامه عملکرد تحت گسل تک فاز کرده اند. در حال حاضر روش معمول قطب مرکزی LCL DC مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و به ارائه دستورالعمل هایی در زمینه ساختار و بهره برداری از پرت ها می پردازد. نتیجه حاصل شده این بود که توپولوژی 4 فازی که احتمالا با فاز پنجم برکنار شده، ممکن است بهترین عملکرد کلی را با افزونگی بالا و امنیت مورد نیاز برای شبکه های DC بزرگ ارائه دهد.
واژگان کلیدی: شبکه کامل، سیستم های قدرت DC، انتقال قدرت DC، تبدیل قدرت DC به DC، امنیت سیستم انتقال HVDC
1-مقدمه
با افزایش نصب و راه اندازی مزارع بادی دریایی و پیشرفت VSC (مبدل منبع ولتاژ) در فن آوری HVDC، علاقه روز افزونی به ایجاد شبکه های DC وجود داشته است. سوپر شبکه DC اروپایی شدیدا مورد مطالعه قرار گرفته است چرا که انتقال AC در حال حاضر بسیار متراکم بوده و قادر به برقراری تعادل منابع انرژی تجدید پذیر است [1-2]. یک روش متداول برای ساخت شبکه DC عبارت است از اتصال خطوط انتقال DC مختلف با استفاده از قطع کننده مدار یا CB. این روش با چالش قابل توجهی از هماهنگی برای حفاظت از یک شبکه DC بزرگ مواجه است [4]. از آنجا که کابل DC بسیار کوچک دارای مقاومت ظاهری است، گسل DC به فروپاشی ولتاژ گسترده پرداخته و نیاز به سرعت درعمل حفاظت در مقیاس زمانی چند میلی ثانیه دارد که از لحاظ فنی بسیار چالش برانگیز است [4]. همچنین شبکه DC مبتنی بر CB DC، قادر به اتصال خطوط DC با ولتاژ DC متفاوت است...