柔性直流配电网是未来智能电网不可缺少的部分,因其便于连接分布式电源和直流负载,减小并网谐波产生,没有交流系统的无功功率和稳定问题,而成为目前国内外相关学者的研究重点。直流配电网的短路故障主要是单极接地故障和双极短路故障,相比于单极接地故障,双极短路故障影响严重整个配电网安全运行,因此直流配电网发生短路故障后,需迅速识别故障类型和故障测距,尽快恢复系统的供电。为解决直流配电网故障类型识别和双极短路故障测距问题,在构建基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter MMC)的双端柔性直流配电网拓扑结构情况下,首先分析直流线路的短路故障,总结出故障特征,然后根据故障特征提出合适的故障类型识别方法,最后针对双极短路故障进行故障测距。主要研究内容如下:(1)基于MMC的双端柔性直流配电网短路故障分析。对直流母线单极接地故障,分析故障时的暂态电压、电流变化过程,并对分支线路故障时引起的直流母线电流变化进行比较,总结故障特征;对双极短路故障,分析换流器端的故障电压、电流和直流线路各端点的故障电压变化特征,总结故障特征,并对上述故障分析进行仿真验证。(2)基于MMC的双端柔性直流配电网故障类型识别研究。在单极接地短路和双极短路故障分析的基础上,考虑故障电流作为识别依据有可能受到分支故障的影响,本文利用故障特征明显的暂态电压作为故障类型识别依据。对于双极短路故障,定义区段端点暂态电压偏离系数,根据故障区段和非故障区段端点的暂态电压偏离系数不同进行故障区段识别。考虑多种故障情形仿真验证故障类型识别和故障区段判断的准确性和可靠性。(3)基于MMC的双端柔性直流配电网双极短路故障测距研究。采用两种不同的方法进行故障测距。一种方法是利用换流器等效电容进行故障测距,列写故障回路方程,由两侧换流器的暂态电压、暂态电流信息计算故障距离,该测距方法理论上不受过渡电阻的影响。另一种方法利用注入法原理,在故障区段两侧附加测距电容,列写故障回路方程,由故障区段两端测距电容的放电电压、电流信息计算故障距离。该方法要求区段两端数据同步,欠阻尼条件下,理论上可以消除过渡电阻的影响。两种测距方法均具有较高的测距精度。PSCAD/EMTDC仿真验证两种测距方法的有效性。