柔性直流輸電網(wǎng)的短路電流計(jì)算案例含柔性直流輸電系統(tǒng)的交直流混聯(lián)電網(wǎng)可通過通用多端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來分析，如圖4-14所示。網(wǎng)絡(luò)的左側(cè)為柔性直流輸電系統(tǒng)VSC換流器及其引入節(jié)點(diǎn)i以及傳統(tǒng)電源及其引入節(jié)點(diǎn)j，網(wǎng)絡(luò)的右側(cè)為故障點(diǎn)引出節(jié)點(diǎn)f，Zf為短路點(diǎn)f的接地電阻（理想金屬性短路時(shí)，Zf=0傳統(tǒng)電源可等效為電壓源，而采用定功率控制或定直流電壓控制策略的VSC換流器可等效為電流源，采用恒頻恒壓控制策略的VSC換流器可等效為電壓源。根據(jù)疊加原理，交流系統(tǒng)短路電流可以認(rèn)為是電源單獨(dú)作用結(jié)果的疊加。應(yīng)用對稱分量法分析交流系統(tǒng)各類短路情況，短路點(diǎn)f的電壓和電流可以分解為三相對稱正序、負(fù)序和零序分量，進(jìn)而可用三序網(wǎng)絡(luò)電路疊加來等效。圖4-14故障等效電路(2)算例2：送端發(fā)生潮流反轉(zhuǎn)設(shè)置MMC1~MMCs的初始功率指令值分別為180MW、90MW、-10MW、-120MW、-140MW。2s時(shí)MMC1的功率指令值由180MW反轉(zhuǎn)至-270MW，導(dǎo)致系統(tǒng)潮流發(fā)生反轉(zhuǎn)，如圖4-15所示為在此工況下常規(guī)下垂控制策略與計(jì)及功率裕度的自適應(yīng)下垂控制策略的仿真結(jié)果對比分析。2s時(shí)定功率站MMC1的功率指令值由180MW反轉(zhuǎn)至-270MW如圖4-15(b)所示，這意味著直流側(cè)注入交流系統(tǒng)的多余不平衡功率為450MW，此時(shí)直流系統(tǒng)的電壓開始降低如圖4-15(d)所示，三個(gè)下垂站分別按照其下垂曲線開始移動(dòng)其運(yùn)行點(diǎn)。如圖4-15(a)所示，在常規(guī)下垂控制策略下，MMC3從-11.8MW提升至178.4MW，承擔(dān)了190.2MW的不平衡功率：MMC4從-118.5MW提升至38MW，承擔(dān)了156.5MW的不平衡功率：MMCs從-135.7MW提升至-32.3MW，承擔(dān)了103.4MW的不平衡功率。以上結(jié)果可以看出常規(guī)下垂控制為各個(gè)下垂站分配的不平衡功率同其容量成正比。（a）下垂站MMC3和MMC5有功對比（b）定功率站MMC1和MMC2有功功率（c）下垂系數(shù)km3~km5(d)母線處直流電壓圖4-15直流功率反轉(zhuǎn)仿真結(jié)果1.1傳統(tǒng)電源貢獻(xiàn)短路電流分析交流系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，除短路點(diǎn)f以外的系統(tǒng)仍然對稱，傳統(tǒng)電源僅提供正序電勢，可當(dāng)成僅提供正序電壓的電壓源分析,斷開全部的VSC換流器節(jié)點(diǎn),電網(wǎng)正、負(fù)和零序網(wǎng)絡(luò)如圖4-16所示。圖中EecΣ(1)是傳統(tǒng)電源產(chǎn)生的等效正序電勢;IefΣ(1)、IefΣ(2)、IefΣ(0)分別為由傳統(tǒng)電源與各序網(wǎng)絡(luò)形成的正序、負(fù)序和零序短路電流，Uf根據(jù)圖4-10的網(wǎng)絡(luò)可以建立如下方程，Uf(1)=圖4-16傳統(tǒng)電源的三序等效電路式中ZfΣ（1）、ZfΣ 1）單相接地短路的邊界方程： (4-8)兩相短路的邊界方程： (4-9)兩相接地短路的邊界方程：(4-10)4）三相接地短路的邊界方程：(4-11)1.2柔性直流輸電系統(tǒng)貢獻(xiàn)短路電流分析（1）接入有源網(wǎng)絡(luò)若接入有源網(wǎng)絡(luò)，可根據(jù)不同應(yīng)用場合采用定有功功率控制、定直流電壓控制、定交流電壓控制或定無功功率控制等控制策略?？刂葡到y(tǒng)包含內(nèi)環(huán)電流控制環(huán)節(jié)，VSC變換器可等效為電流源[34]。短接全部的傳統(tǒng)電源，VSC換流器及其換流變的三序等效電路如圖5所示。圖中Isci(1)、Isci(2)、Isci(0)分別是VSC換流器i換流變電網(wǎng)側(cè)正序、負(fù)序和零序電流，I'sci(1)、I'sci(2)、I'VSC變換器輸出正負(fù)序短路電流Isci(1)和I(4-12)(4-13)式中：Zsi1和Zsi2分別為短路點(diǎn)f到VSC換流器i的正序和負(fù)序阻抗，ZRC(1)和ZRI(2)分別為換流變正序.和負(fù)序阻抗，ZTi(1)交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障，VSC變換器輸出的正序和負(fù)序短路電流可被有效限制。故障瞬時(shí)，柔性直流輸電系統(tǒng)換流變端口的電網(wǎng)電壓發(fā)生變化，柔性直流輸電系統(tǒng)的電流內(nèi)環(huán)控制環(huán)節(jié)和鎖相環(huán)節(jié)可快速跟蹤電網(wǎng)電壓Uf(1)和Uf(2)幅值和相位，VSC變換器輸出的正負(fù)序受控于n內(nèi)電勢E'sci(1)和E'sci(2)與有電網(wǎng)電壓Uf(1)和采用Y/△接線的換流變可隔離零序網(wǎng)絡(luò)的通路,換流側(cè)的VSC換流器i不產(chǎn)生零序內(nèi)電勢E'sci(0)和零序短路電流I'sci(0)，而電網(wǎng)側(cè)的零序短路電流Isci(0)由短路點(diǎn)f的零序電勢(4-14)零序短路電流周期分量Iac(4-15)式中:短路點(diǎn)f的零序電勢可以根據(jù)式4-7以及對于不同故障類型的序號求得：Zsi0為短路點(diǎn)f到VSC換流器i的零序阻抗，Z零序短路電流非周期分量Idcsci(0)主要由短路瞬間零序電壓(4-16)式中:θ為短路瞬間零序電勢Uf（2）接入無源網(wǎng)絡(luò)若接入無源網(wǎng)絡(luò)，可根據(jù)不同實(shí)際需求采用恒頻恒壓控制等控制策略，如表4-2所示。由于控制系統(tǒng)不含電流內(nèi)環(huán)控制環(huán)節(jié)，交流系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)無法自動(dòng)調(diào)節(jié)并限制短路電流。由于過電流會(huì)對VSC換流器造成不可逆的損壞，所以VSC換流器必須在數(shù)十微秒內(nèi)檢測并阻斷短路電流，而該時(shí)間遠(yuǎn)早于斷路器的動(dòng)作時(shí)間，所以接入無源網(wǎng)絡(luò)的柔性直流輸電系統(tǒng)不貢獻(xiàn)短路電流。表4-2柔性直流輸電系統(tǒng)控制策略無換流變情況對于接入有源網(wǎng)絡(luò)的無換流變的柔性直流輸電系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用零序抑制控制策略，控制零序受控內(nèi)電勢E'sci(0)與短路點(diǎn)f的零序電勢VSC-HVDC貢獻(xiàn)的短路電流根據(jù)上式分析，VSC換流器i貢獻(xiàn)的短路電流Isci柔性