建模与仿真分析
根据系统配置联接变压器和不配置联接变压器时的系统主回路接线图，在PSCAD中搭建了不同连接方式下±10kV基于柔性直流技术的智能配电网仿真模型，仿真计算各种连接方式下交流侧单相接地故障、三相短路故障、直流侧单极接地故障和双极短路故障四种故障工况下，直流配电系统关键位置的过电压和过电流。仿真结果表明：
1）配置联接变压器时，交流系统单相接地故障下，接地电阻两端最大电压为5kV，直流侧电压和电流倍数均为1；交流系统三相短路故障下，交流母线上流过的短路电流最大值为11.22kA，该电流在桥臂电抗器两端产生的过电压为正常运行时的5.7倍；直流侧单极接地故障下，交流母线对地电压受影响较小；直流侧双极短路故障下，直流电抗器和桥臂电抗器上会产生很大的过电压，交流母线电压也升高到较高水平。
2）不配置联接变压器时，交流系统经小电阻接地、经消弧线圈接地和不接地三种接线情况：交流单相接地故障下，直流系统地电位参考点的最大过电压值分别为5.2kV、42.8kV、10.3kV，直流侧电压/电流倍数分别为2.98/1.17、6.92/1.2、2.04/1.2；交流系统三相短路故障下，桥臂电抗器两端过电压倍数分别为7.9、11.5、11.5；直流侧单极接地故障下，交流系统经消弧线圈接地时直流侧极间电压无法维持稳定，而交流系统其他两种接线情况下交流系统中都将出现持续的直流分量，从而产生过电压，交流母线对地电压过电压倍数分别为2.53、2.72、2.2；直流侧双极短路故障下，直流电抗器和桥臂电抗器上均会产生很大的过电压，交流母线电压均升高到较高水平。
不同接线形式下通过换流阀的电流和桥臂电抗器两端的电压波形分别如图2中的(a)和(b)所示。其中，曲线1为配置联接变压器的情况，曲线2、3、4分别为不配置联接变压器交流系统经小电阻接地、经消弧线圈接地、不接地时的情况。
由此可知，配置联接变压器时，可以选择通流能力更小的换流阀和绝缘水平较低的桥臂电抗器，从而大大提高系统运行可靠性，并节约成本。
上述理论分析及仿真结果均表明配置联接变压器能有效隔离交直流系统之间的故障，减小交直流侧故障对彼此关键设备的冲击，提高交直流配电系统运行的可靠性。因此，建议±10kV柔性直流配电系统通过联接变压器与10kV交流配电网连接。
结论
本文结合理论与仿真分析，得出配置联接变压器时，交流系统单相接地故障下，直流侧电压和电流基本不受影响；直流单极接地故障下，交流母线电压几乎不受影响，系统可持续运行，从而大大提高了直流配电系统的可靠性，且配置联接变压器时，交流侧三相短路故障对换流阀电流冲击和对桥臂电抗器的电压冲击，明显小于不配置联接变压器的情况，可降低对关键设备的要求，从而大大节约成本。因此，建议基于柔性直流技术的智能配电网通过联接变压器与交流配电网连接。同时，本文的研究思路可为不同电压等级的直流配电网与交流电网的连接方式的研究提供借鉴和参考。
