摘. . 要：交直流混合配电网的优势非常明显，它可以很好的和其他的电源和直流负载进行兼容，和交流配电进行融合可以很好的解决当前的能源危机，可以减小环境的污染，但是交直流混合配电网在运行的过程中非常容易出现故障，主要原因就是相应的控制保护技术比较缺失。本文主要对我国当前交直流配电网的控制保护措施进行分析研究，对交直流混合配电网控制保护技术进行分析研究，提出了对交直流混合配电网控制保护的有效措施，希望可以为我国的交直流混合配电网发展出一份力，以供相关从业人员参考与借鉴。
关键词：交直流混合配电网；控制保护；故障特征；技术分析当前全球的能源危机情况环境情况越来越恶劣，基于此，世界各国都在寻求最新的清洁型能源，主要是以风能和太阳能为主要，大力普及电动汽车，以及一些节能的电器等。这些分布式电源和直流负载需要进行复杂的环流才可以直接进入到交流配电网络中。和交流配电比较，直流配电电网的线路耗能很低，供电的系喔阿绿非常高，供电可靠性稳定。随着科学技术的不断发展，直流配电网在和其他的电源进行融合兼容方面的优势也逐渐显现出来。交直流混合配电网在未来的发展趋势非常广阔，但是在对交直流混合配电网控制保护方面还存在很大的缺陷，限制了交直流混合配电网的发展。
1、交直流混合配电网控制保护
1.1 直流侧故障对交流侧的影响
在交直流混合配电网中，直流侧比较容易出现的问题主要有，单极接地故障、极间短路故障、换相失败。其中单极接地故障对交直流混合配电网系统的影响是非常小的，极间短路故障对交直流混合配电网系统的影响是非常大的。
换相失败是交直流混合配电网中最容易出现的故障，有关研究发现任何一方出现故障都会出现换相失败的情况。由于交直流的相互作用，任何一侧出现问题都对影响对立的系统，引起一系列的问题故障。相关数据研究表明，在发生相变失败的故障时，非特征谐波和非周期分量的含量明显增加，以 2、3 次谐波为主的低阶非特征谐波振幅较大。非特征谐波会导致变流器饱和，交流侧的保护配置发生故障 ［1］ 。
我国高压电线的交流输电保护系统以纵向耦合方式为主要保护方式，以电流和低压的保护为后保护，部分吸收电路在使用中使用距离保护和差动保护。在交混合输电系统中，当其流动过渡进入工作时，保护原理因交流侧而异。对直流暂态入侵对交流保护的影响原理进行了详细的分析研究，建立了相关直流系统的工频变化模型，用传统的整周傅里叶算法提取工频变化量，进而计算相变失败时直流系统的等效工频电阻直流瞬态侵入会导致交流系统的电力逆流，纵向保护的误动作，通常会加上 40ms 的延迟，导致瞬态电力逆流。通过对直流电暂态的进入对交流侧的影响可以发现，直流电暂态的进入会降低交直流混合配电网控制保护的灵敏度，这是非常严重的一个故障问题。因此，可以从现有的测量点通过计算机检测电流值的差动保护，进而提升控制保护的灵敏度。
交直流混合配电网系统在电压方面就具有很大的差异，但是在进行暂态侵入的时候，所收到的故障问题和控制保护原理是相同的。
如果直流换相失败，就会出现很多的谐波进行入到交流侧之中，造成换流器出现饱和的现象，因此需要采取一定的措施。针对这样的问题，应该重新设置交直流混合配电网控制保护方面的措施，使两者能够相互合作 ［2］ 。
1.2 交流侧故障对直流侧的影响
在交直流混合配电网混合系统中，由于交直流电之间会出现作用，如果交流侧出现故障，那么交流暂态就会进入到直流系统中，就会导致直流继电保护的不争取。由于交流暂态的入侵因素，就会导致换流器保护和换流器区保护出现混乱的现象，对直流保护配置的功能有很大的影响。如果直流系统中出现大量的谐波，就会造成直流线路的谐波电压增加，造成电压突变的问题故障。通过对国内多个交直流混合配电网中出现的故障问题进行分析发现，交流故障会导致直流换相失败，另外，交直流混两侧的保护配合不足也会出现交直流混合配电网故障问题。
国外研究一般认为，交流暂态的入侵是导致直流换相出现问题的主要因素之一。逆变器关断角小于固有极限关断角是换相出现故障的最根本因素。在交直流混合配电网系统中，交流侧的故障问题种类、位置和发生时间都会对换相失败出现故障造成一定的影响。交流暂态非常容易引导致直流换相失败，反过来，如果直流换相失败就会导致交流侧保护出现不正确的操作，因此，交直流混合配电网中的暂态过程是非常复杂的，对控制保护的需求很高。
目前，直流保护在技术方面还没有较为重大的突破，主要原因就是暂态过程非常复杂，而且没有办法对直流暂态的量进行测量和分析。当前对于交直流相互作用出现问题导致控制保护不正确的现象，使用的主要是故障反错思路。如果保护不正确动作事故出现以后，技术人员需要立即进行研究，对控制保护措施进行改变，防止同类故障出现 ［3］ 。
2、直流线路断线故障及保护
在本文的直流保护线路中主要采用多电源供电系统，这种情况下如果发生断线故障，在控制系统以及多电源的共同作用下能够实现持续供电，控制系统进行故障分析和判别，比对断线故障特性识别断线故障。换流器故障前的运行方式和断线故障特性紧密相关，一般换流器在发生断线故障之前会处于整流状态，若发生断线故障之后侧直流电压短暂升高，并且在升高之后会迅速降低到正常水平；如果在发生断线故障之前换流器处于逆变状态，发生故障之后直流电压会短暂下降后迅速恢复到原有电压。故障后只要采取定直流电压控制，直流电压就能维持稳定。可见，通过合理的电源系统和控制系统切换，在直流线路断线情况下能够维持负荷的正常运行。
3、交直流断路器故障及保护
由于直流系统的阻尼相对较低，相比于交流系统，直流系统的故障发展更快，控制保护难度更大。对基于 IGBT 换流器件的柔性直流系统来说，一旦直流侧发生故障，由于 IGBT 中反并联二极管的存在，通常无法采用闭锁换流器的方法来限制短路电流，必须采用断开交流侧断路器的方法来分断故障电流。因此，为了快速限制并切断故障电流，以维持直流系统安全稳定运行，并保护系统关键设备，直流断路器成为有效甚至唯一技术手段。
4、直流双极短路故障及保护
目前，针对直流双极短路故障的系统保护及恢复方法主要有三种：
交流断路器法，换流器自清除法和直流断路器法。很多专家学者通过优化单个子模块的拓扑可以实现直流侧故障电流的阻断。利用交流断路器切断直流故障电流最经济可靠，但一旦断开交流断路器，势必会引起整个直流系统退出运行，影响多端直流配电系统的正常工作，而且系统恢复速度慢。利用换流器自清除法增加了一次设备的投资和相应的损耗，而且，一旦换流器闭锁，也会造成整个直流系统的短暂停运，在直流配电网拓扑结构复杂，端数较多的情况下，对直流配电网的运行可靠性产生比较严重的影响。针对中压柔性直流配电网，为了实现对关键负载的可靠供电，缩短停电时间，需要混合式直流断路器和整个系统的控制保护方案配合。
结束语：交直流配电系统中具有典型的复杂性，在当前供电可靠性和配电可靠性要求的背景下，必须要进一步加强交直流混合配电网中的故障建设，本文结合个人的工作经验就故障问题进行了分析，希望以此来提高交直流配电网的建设水平，具有重要的理论意义和现实意义。
参考文献：
［1］王一 , 侯成 , 程旭 , 肖立军 , 刘树 . 交直流混合配电网控制保护技术研究与应用 [J]. 广东电力 ,2020,33(12):90-101.
［2］赵家莹 , 兰扬 , 张荣峰 . 高压电器智能化与配电网保护自动化分析 [J]. 科技风 ,2020(16):183.
