用于高压直流输电系统的绝缘设计的设备和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种高压直流(HVDC)输电系统。特别是，本公开涉及一种用于高压直流输电系统的绝缘设计的方法。
【背景技术】
[0002]高压直流输电系统可经由高压直流(DC)把电力传输到远方。
[0003]—般地，高压直流输电系统可通过使用架空线或海底电缆传输电力。
[0004]高压直流输电系统由于诸如投资成本较少、线缆长度无限制以及输电损耗较少的优势，而被广泛地应用。
[0005]由于高压直流输电系统经由高压直流传输电力，所以绝缘设计的重要性非常高。
[0006]在根据现有技术的高压直流输电系统的绝缘设计中，由于只考虑高压直流输电系统的自身过电压水平却没有考虑交流系统，所以交流系统的不稳定性会对高压直流输电系统产生影响。
【发明内容】
[0007]实施例提供一种绝缘设计的设备和方法，其考虑交流系统的不稳定性来执行高压直流输电系统的绝缘设计。
[0008]在一个实施例中，一种用于绝缘设计的设备，其执行高压直流(HVDC)输电系统的绝缘设计，所述设备包括:意外状态电压计算单元，其基于HVDC输电系统的绝缘基本模型的电网数据，计算处于意外状态下的HVDC输电系统的交流电部的绝缘电压电平；事例分析执行单元，其通过利用处于意外状态下的HVDC输电系统的交流电部的绝缘电压电平来执行事例分析，以计算最大绝缘电压电平；以及额定绝缘水平计算单元，其将最大绝缘电压电平应用到HVDC输电系统的绝缘基本模型，且对应用了最大绝缘电压电平的绝缘基本模型执行绝缘设计，以计算HVDC输电系统的额定绝缘水平。
[0009]在下面的描述和附图中列出了一个或多个实施例的细节。其他特征通过描述和附图以及通过权利要求将是显而易见的。
【附图说明】
[0010]图1为根据实施例的高压直流(HVDC)输电系统的视图。
[0011 ]图2为根据实施例的单极型HVDC输电系统的视图。
[0012]图3为根据实施例的双极型HVDC输电系统的视图。
[0013]图4为示出根据实施例的变压器与三相阀桥之间的连接的视图。
[0014]图5为示出根据实施例的用于HVDC输电系统的绝缘设计的设备的框图。
[0015]图6为示出根据实施例的HVDC输电系统的绝缘设计设备的运行方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]现在将对本公开中的实施例进行详细论述，本公开的示例被示出在附图中。
[0017]将参照附图详细描述根据实施例的用于电动车辆的电动装置。然而，本发明可以以多种不同形式体现，并且不应被解释为限于这里所列出的实施例；而是，包括在其他逆向发明或者落入本公开的精神和范围内的替代实施例，可以通过添加、更改和改变而容易地得到，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的构思。
[0018]以下，将参照附图对本公开的实施例做更为详细的描述。此外，为了描述方便而使用了诸如“部”、“模块”和“单元”的术语，并且他们本身并不具有不同的含义或功能。
[0019]图1为根据实施例的高压直流(HVDC)输电系统的视图。
[0020]参照图1，根据实施例的HVDC输电系统100包括发电部101、传输侧交流电(AC)部110、传输侧变换部103、直流(DC)电传输部140、用户侧直流变换部105、用户侧交流电部170、用户部180以及控制部190。传输侧直流变换部103包括传输侧变压器部120和传输侧交流-直流转换器部130。用户侧直流变换部105包括用户侧直流-交流转换器部150以及用户侧变压器部160。
[0021]发电部101产生三相交流电力。发电部101可以包括多个发电厂。
[0022]传输侧交流电部110将发电部101产生的三相交流电力传输到直流变电站，直流变电站包括传输侧变压器部120和传输侧交流-直流转换器部130。
[0023]传输侧变压器部120将传输侧交流电部110与传输侧交流-直流转换器部130和直流电传输部140隔开。
[0024]传输侧交流-直流转换器部130将对应于传输侧变压器部120的输出的三相交流电转换为直流电。
[0025]直流电传输部140将传输侧直流电传送到用户侧。
[0026]用户侧直流-交流转换器部150将由直流电传输部140传输来的直流电转换为三相交流电。
[0027]用户侧变压器部160将用户侧交流电部170与用户侧直流-交流转换器部150和直流电传输部140隔开。
[0028]用户侧交流电部170将对应于用户侧变压器部160的输出的三相交流电提供给用户部180。
[0029]控制部190控制发电部101、传输侧交流电部110、传输侧直流变换部103、直流电传输部140、用户侧直流变换部105、用户侧交流电部170、用户部180、传输侧交流-直流转换器部130以及用户侧直流-交流转换器部150中的至少一个。特别是，控制部190可以控制传输侧交流-直流转换器部130和用户侧直流-交流转换器部150中的多个阀的接通时刻和断开时刻。在此，每个阀可以是晶闸管或者绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
[0030]图2为根据实施例的单极型HVDC输电系统的视图。
[0031]特别地，图2示出了传输具有单极的直流电的系统。以下，假设该单极为正极，但不限于此。
[0032]传输侧交流电部110包括交流电传输线111和交流电滤波器113。
[0033]交流电传输线111将由发电部101产生的三相交流电传输到传输侧直流变换部103。
[0034]交流电滤波器113将传送的三相交流电中的除了被直流变换部103使用的频率分量之外的其余频率分量去除。
[0035]传输侧变压器部120包括用于正极的至少一个变压器121。对于正极，传输侧交流-直流转换器部130包括产生正极直流电的交流-正极直流转换器131，且交流-正极直流转换器131包括与至少一个变压器121对应的至少一个三相阀桥131a。
[0036]当一个三相阀桥131a用于正极时，交流-正极直流转换器131可以通过利用交流电产生具有6脉冲的正极直流电。此处，一个变压器121的初级线圈和次级线圈可以具有双星形(Y-Y)接法或星形-三角形(Υ-Δ)接法。
[0037]当使用两个三相阀桥131a时，交流-正极直流转换器131可以通过利用交流电产生具有12脉冲的正极直流电。此处，两个变压器121中的一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有双星形接法，两个变压器121中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有星形-三角形接法。
[0038]当使用三个三相阀桥131a时，交流-正极直流转换器131可以通过利用交流电产生具有18脉冲的正极直流电。正极直流电的脉冲数增加地越多，滤波器价格就可以减少地越多。
[0039]直流电传输部140包括传输侧正极直流滤波器141、正极直流电传输线143以及用户侧正极直流滤波器145。
[0040]传输侧正极直流滤波器141包括电感器LI和电容器Cl，并且对由交流-正极直流转换器131输出的正极直流电执行直流滤波。
[0041]正极直流电传输线143具有一条用于传输正极直流电的直流线，并且地线可以用作电流反馈路径。至少一个开关可以布置在直流线上。
[0042]用户侧正极直流滤波器145包括电感器L2和电容器C2，并且对经由正极直流电传输线143传送的正极直流电执行直流滤波。
[0043]用户侧直流-交流转换器部150包括正极直流-交流转换器151和至少一个三相阀桥151a。
[0044]用户侧变压器部160包括用于正极的与至少一个三相阀桥151a相对应的至少一个变压器161。
[0045]当使用一个三相阀桥151a时，正极直流-交流转换器151可以通过利用正极直流电产生具有6脉冲的交流电。此处，一个变压器161的初级线圈和次级线圈可以具有双星形接法或星形-三角形接法。
[0046]当使用两个三相阀桥151a时，正极直流-交流转换器151可以通过利用正极直流电产生具有12脉冲的交流电。此处，两个变压器161中的一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有双星形接法，两个变压器161中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有星形-三角形接法。
[0047]当使用三个三相阀桥151a时，正极直流-交流转换器151可以通过利用正极直流电产生具有18脉冲的交流电。交流电的脉冲数增加地越多，滤波器价格可以减少地越多。
[0048]用户侧交流电部170包括交流电滤波器171和交流电传输线173。
[0049]交流电滤波器171将由用户侧直流变换部105产生的交流电中的除了被用户部180使用的频率分量(例如，60Hz)之外的其余频率分量去除。
[0050]交流电传输线173将经过滤波的交流电传输到用户部180。[0051 ] 图3为根据实施例的双极型HVDC输电系统的视图。
[0052]特别地，图3示出了传输具有两极的直流电的系统。以下，假设两极为正极和负极，但并不限于此。
[0053]传输侧交流电部110包括交流电传输线111和交流电滤波器113。
[0054]交流电传输线111将由发电部101产生的三相交流电传输到传输侧变换部103。
[0055]交流电滤波器113将传送的三相交流电中的除了被变换