• DC
• FAULT
• GRID
• HVDC
• MMC
• MTDC
• SELECTIVITY
• SELETTIVITA

La tesi tratta l’analisi e la modellazione di una rete HVDC +-500 kV multiterminale MMC in condizioni di cortocircuito, con relativa analisi e modellazione dei componenti all’interno della stazione di conversione, con particolare attenzione ad una nuova promettente topologia proposta. Sarà poi effettuata la simulazione dell’individuazione e interruzione del guasto della sola linea guasta, attraverso un algoritmo di selettività presente in letteratura.
Essa si compone di una prima parte incentrata nella creazione di un modello del convertitore MMC adatto a simulare tutta la dinamica di guasto in modo realistico, escludendo le caratteristiche non rilevanti ai fini della simulazione.
Sarà poi posta l’attenzione su ciò che sta a valle dell’MMC, quindi l’interruttore ibrido e componenti di limitazione di corrente, di cui sarà fatto un approfondimento delle soluzioni trovate in letteratura, con relative analisi dei pregi e difetti, modellazione e infine ottimizzazione nei termini di velocità di estinzione del guasto, energia dissipata dagli varistori e dimensioni della bobina limitatrice.
Verrà successivamente esposta una nuova topologia che permette di limitare e ritardare l’aumento di correnti (proteggendo quindi gli IGBT) e contemporaneamente ridurre o addirittura eliminare la bobina limitatrice dal design della stazione di conversione. Il risparmio del punto di vista di potenza di dissipata è nell’ordine dei MW per ciascuna linea.
Sarà realizzato il modello di una rete magliata di prova a +-500kV a quattro terminali in modo tale da poter testare un guasto polo-terra, avendo modo di implementare un algoritmo model-based ai fini dell’interruzione selettiva del cortocircuito. Il requisito principale da dover soddisfare è l’evitamento del blocco degli MMC che permette di garantire la ripresa rapida del servizio, minimizzando l’impatto sulla rete AC e la sua stabilità.
The thesis is about the analysis and modelling of a multiterminal MMC grid +- 500 kV in short circuit condition, with analysis and modelling of components confined in the conversion station, particular attention will be given to a new promising topology proposed. A fault location and interruption simulation will be performed, focusing on the total selectivity of the faulty line, through a simulation of selectivity algorithm taken from the technical literature.
It is composed of a first part where the focus is on the creation of the MMC converter model suited to simulate the whole fault dynamic in a realistic manner, neglecting the features not relevant to the fault simulation.
Then a new topology will be exposed, it allows to limit and delay the enhancement of fault currents (then protecting the IGBTs) and simultaneously to reduce the current limiting coil size. The result of this upgrade is to save power dissipation in the range of MWs per line.
Finally a +-500kV four terminal grid model is made, this model will be used for testing the grid behaviour in pole to ground fault condition, this enable us to test a model-based algorithm for the selective short circuit interruption. The main requirement to satisfy is to avoid any MMC block in the whole grid, which allows a fast recover of service, minimizing the impact of the fault on the AC grid and its stability.