《高压直流系统直流故障限流器综述：非超导拓扑分类与设计考量》

《IEEE Open Journal of Power Electronics》：A Review of DC Fault Current Limiters for HVDC Systems: Classification and Design Considerations of Non-Superconducting Topologies

　　

摘要：

基于电压源转换器的直流高压电网的快速发展使直流故障保护成为一项关键的研究优先事项，这是因为网络阻抗较低且缺乏自然的电流过零点。直流故障电流限制器已成为抑制故障电流快速上升和支持协调保护策略的一种有效手段。本文对高压直流应用中非超导直流故障电流限制器技术进行了全面综述。统一的分类法根据电感器的实现方式、插入方式以及故障条件下的动态重构方式对现有概念进行了分类，同时综述追溯了其历史演变，以突出关键的发展趋势。对代表性拓扑结构在运行原理、动态性能、稳态损耗以及峰值电流抑制、断路器能量应力与实现复杂度之间的权衡方面进行了分析。除分类外，本文确定了三个关键设计维度：电感选择、磁能管理和与换流器及断路器的协调。综述得出结论，有效部署需要跨这些维度进行协调设计，以平衡故障电流抑制、稳态效率、断路器应力降低和实际实施约束。本文还提出了模拟案例研究，展示了代表性限制器拓扑结构在常见测试条件下的行为表现。