一种混合直流输电系统、控制方法及潮流反转控制方法_2

文档序号:8529879阅读:来源:国知局
线到对端直流线路上的第二开关元件S2,第三开关元件S3,同时闭合正负两端直流线路上的第一开关元件SI,第四开关元件S4,反转直流系统的直流电压极性;
[0022]步骤四:电压源型换流器为整流单元/逆变单元,第一组换流器单元构成逆变单元/整流单元;或者第二组换流器单元构成逆变单元/整流单元;或者第一组换流器单元与第二组换流器单元共同构成逆变单元/整流单元。
[0023]作为本发明进一步改进的技术方案,在直流电压极性反转前需断开电压源型换流器所连变压器一次侧交流断路器;或者不需断开电压源型换流器所连变压器一次侧交流断路器。
[0024]本发明的有益效果:
[0025]1.本发明的拓扑结构兼具传统晶闸管换流器造价低、损耗低、可靠性强等优点,以及电压源换流器控制灵活、有功无功功率解耦控制、对交流系统依赖性低等优点;其中晶闸管换流器可以实现在线和离线投退,具有较高可靠性。
[0026]2.采用本发明的控制方法可以充分利用现有换流器实现各电网的潮流输送,既节省了投资,也提高了整个电网的安全。
【附图说明】
[0027]图1是对称单极接线的混合两端直流输电系统示意图。
[0028]图2是对称双极接线的混合两端直流输电系统示意图。
[0029]图3是本发明的一种送端位于不同电网,采用晶闸管换流器,受端采用电压源换流器构成的混合直流输电系统示意图。
[0030]图4是本发明的一种送端位于相同电网,采用晶闸管换流器,受端采用电压源换流器构成的混合直流输电系统示意图。
[0031]图5是本发明的一种送端为电压源换流器,受端位于相同电网,采用晶闸管换流器构成的混合直流输电系统示意图。
[0032]图6是本发明的一种送端为电压源换流器,受端位于不同电网,采用晶闸管换流器构成的混合直流输电系统示意图。
[0033]图7是本发明的晶闸管换流器单元结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]以下将结合附图,对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
[0035]本发明提供了一种混合直流输电系统及控制方法,同时适用于如图3所示的混合直流输电拓扑结构和图4,图5,图6所示的拓扑结构,各图中的交流电网G1,交流电网G2,交流电网G3分别代表不同的交流电网,各交流电网相应的等效阻抗分别为:ZS1,ZS2,ZS3。下面以图3为例进行说明。
[0036]实施例1:
[0037]参见图3,本一种混合直流输电系统,包括用于连接送端交流电网的送端换流站、用于连接收端交流电网的收端换流站以及用于连接送端换流站和收端换流站的直流输电线路;其特征在于:所述送端换流站为整流换流站,收端换流站为逆变换流站;所述整流换流站用于将送端交流电网的三相交流电转换为直流电后通过直流输电线路传送给逆变换流站;所述逆变换流站用于将直流电转换为三相交流电后输送给收端交流电网;所述整流换流站包括相串联的第一组晶闸管换流器单元与第二组晶闸管换流器单元;第一组晶闸管换流器单元与第二组晶闸管换流器单元的串联节点连接接地极,或者不连接接地极;第一组晶闸管换流器单元和第二组晶闸管换流器单元分别通过变压器连接送端交流电网。同一个交流电网,或者分别连接一个交流电网;
[0038]逆变换流站通过变压器连接收端交流电网;逆变换流站由至少一组电压源型换流器组成,电压源型换流器正负两端分别装有第一开关元件SI和第四开关元件S4,同时在正负两端直流输电线路再分别通过第二开关元件S2和第三开关元件S3并联交叉接线到对端直流输电线路上。
[0039]作为优选方案,第一组晶闸管换流器单元和第二组晶闸管换流器单元分别通过变压器连接同一个送端交流电网,分别连接不同的送端交流电网。所述晶闸管换流器单元包括晶闸管阀组;或者包括晶闸管阀组与旁通开关并联连接;或者包括晶闸管阀组与旁通开关及刀闸组件,晶闸管阀组与旁通开关并联连接,并联后的单元两端分别和连接刀闸的一端相连,连接刀闸的另一端并联旁通刀闸。所述晶闸管阀组为六脉动桥式电路,或者十二脉动桥式电路,或者双十二脉动桥式电路;所述电压源换流器为两电平换流器,或二极管箝位型三电平换流器,或模块化多电平换流器MMC,或混合多电平换流器HMC或级联式两电平换流器CTL。当所述相串联的两组晶闸管换流器单元在其中一个发生故障时,另一个可以在线退出,或离线退出;在一个晶闸管换流器单元退出运行后,逆变换流站的电压源换流器保持运行模式不变,或者进入降压运行模式。所述开关元件是指隔离刀闸,或直流断路器,或隔离刀闸与直流断路器两者的组合。在电压源型换流器的正负两端均安装有平波电抗器;所述安装在正负两端直流输电线路的同一个位置的开关元件(S1,S4)既可以安装在平波电抗器与换流器之间,也可以安装在直流输电线路与平波电抗器之间。
[0040]本实施例1中,如图3所示的混合直流输电拓扑结构包括:整流换流站和逆变换流站,两者通过两条直流输电线路相连;其中:整流换流站用于将送端交流电网的三相交流电转换为直流电后通过直流输电线路传送给逆变换流站;送端交流电网进站的母线上可能连接有无源滤波器,也可能没有,需根据系统工程条件来确定,在换流器由晶闸管换流器组成时,一般需要装设无源滤波器,有时还需要装设无功补偿电容器。
[0041]整流换流站由两组晶闸管换流器单元串联组成,其串联节点连接接地极,串联后的正负两端均通过平波电抗器与直流输电线路相连接;同时在直流线路与接地极之间并联有直流滤波器,与图1所示的拓扑结构所不同的是图3中相串联的两组晶闸管换流器单元位于不同换流站,且这两换流站位于两个不同的交流电网Gl和交流电网G2。其中晶闸管换流器单元的结构如图7所示,图中I为晶闸管阀组,3为旁通开关,4为串联隔离刀闸,5为并联隔离刀闸。晶闸管换流器单元可能为晶闸管阀组,如图7(a);或者为晶闸管阀组与旁通开关并联连接,如图7(b);或者为晶闸管阀组与旁通开关及刀闸组件,晶闸管阀组与旁通开关并联连接,并联后的单元两端分别和连接刀闸的一端相连,连接刀闸的另一端并联旁通刀闸,如图7(c),在图3中与晶闸管阀组并联的旁通开关或旁通开关及刀闸组件等效为Syl,Sy2o
[0042]晶闸管阀组采用十二脉动桥式电路;其中,每个桥臂均由若干个晶闸管串联构成;晶闸管换流器采用定直流功率控制的策略。晶闸管换流器通过一台接线方式分别为Υ0/Υ/Δ的三绕组变压器与送端交流电网连接。变压器能够对送端交流系统的三相交流电进行电压等级变换,以适应所需的直流电压等级,变压器副边接线方式的不同为十二脉动桥式晶闸管阀组的上下两个六脉动换流桥提供相角差为30°的三相交流电,在正负两极变压器一次侧则分别装设有交流断路器Sa和Sb。
[0043]逆变换流站用于将直流电转换为三相交流电后输送给收端交流电网G3,其等效阻抗为Zs3 ;逆变换流站由一个电压源换流器组成,其正负两端直流线路的同一个位置分别装有一个开关元件SI, S4,同时在正负两端直流线路同一位置再分别通过一个开关元件S2、S3并联交叉接线到对端直流线路上;开关元件S
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