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高壓直流輸電因其在遠距離大容量輸電、海底電纜送電、區域聯網等方面具有的優勢，得到了廣泛應用。直流系統發生故障，保護動作時整流側要進行移相（retard），即快速增大觸發延遲角，降低整流側直流電壓并最終反轉電壓極性，整流側進入逆變狀態，使直流系統儲存的能量快速向交流系統釋放，降低故障電流，便于最終閉鎖。

巴西美麗山二期直流起于巴西北部的欣古換流站，止于巴西東南部的里約換流站，電壓等級為±800kV，輸電容量為4000MW，已于2019年建成投入運行。與國內工程有所不同，巴西交流系統頻率為60Hz。

常用的移相策略是：整流側按照一定速度直接從工作角度移相至164°（有些工程使用160°，兩者差別不大，本研究以164°進行分析）。通過試驗發現，該移相策略應用于巴西60Hz交流系統時，對于有些故障類型，整流側容易在移相過程中發生換相失敗。

現有研究絕大多數只關注逆變側換相失敗的問題，整流側移相過程中發生換相失敗的問題現有文獻鮮有提及。有學者指出，在移相到120°左右時，如果直流電流仍不為零，則應適當減慢調速。該限制移相速度的方法難以適應所有的工況，使用該方法解決換相失敗的問題需要采用最慢的移相速度，但多數情況下仍需要快速移相，以盡快消除故障電流。有學者闡述了特高壓直流系統觸發延遲角分段控制邏輯，但只分析了極閉鎖或極緊急停運、直流線路故障重啟、單閥組故障啟動緊急停運這三種工況的執行過程，未給出控制策略設置的前因后果或相關理論依據。

南京南瑞繼保電氣有限公司的研究人員對60Hz交流系統下整流側直接移相至164°的過程中發生換相失敗的問題，從交流系統頻率、直流電流、觸發延遲角的大小等方面進行了深入分析，分析結果表明，采用相同的移相策略時，60Hz交流系統比50Hz交流系統更容易發生換相失敗；直流電流越大時越容易發生換相失敗；移相角度越大時，關斷角越小，且隨觸發延遲角增大，關斷角的下降速度越快，維持不發生換相失敗的最大直流電流也越小，對故障電流的下降速度要求越大，也就越容易發生換相失敗。

圖1 移相優化策略實現流程

圖2 優化后線路中點接地故障仿真波形

研究人員根據分析結果，提出了針對60Hz交流系統下整流側移相優化策略，即針對易發生換相失敗的工況，先移相至120°，維持一段時間，待故障電流降低之后再移相至164°。該策略在實際工程RTDS試驗平臺上進行了驗證，驗證結果表明之前容易發生換相失敗的故障類型在整流側移相過程中未再出現換相失敗。該整流側移相優化策略已應用于巴西美麗山二期直流工程，對其他直流工程也有一定的參考意義。

本文編自2022年第1期《電氣技術》，論文標題為“巴西美麗山二期直流整流側移相策略優化研究”，作者為呂彥北、李林 等。