一种直流电网组合测试模型的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种直流电网组合测试模型，由直流子网络或系统组成，包括：陆地新能源直流电网DCS-A、多端LCC直流系统DCS-B、小型分布式能源直流电网DCS-C、海上风电VSC直流电网DCS-D和点对点直流系统DCS-E；陆地新能源直流电网DCS-A均通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端LCC直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心；海上风电VSC直流电网DCS-D均通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端LCC直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心。本发明提供的技术方案考虑了直流电网在不用场合中的应用，具有直流电压等级的多样性以满足不用应用场合的需求，具备直流电网的基本特征，且各功能区域可灵活组合、规模适当，具备良好的通用性。
【专利说明】
一种直流电网组合测试模型
技术领域
[0001]本发明涉及一种直流输电网络的模型，具体涉及一种直流电网组合测试模型。【背景技术】
[0002]直流电网是由大量直流端以直流形式互联组成的能量传输系统，国际大电网会议 (CIGRE)组织定义的直流电网是:由多个网状和辐射状联接的变换器组成的直流网络，是实施新的能源战略和优化能源资源配置的重要平台，涵盖了输电、变电、配电等环节。利用先进的直流输电技术，可实现大规模可再生能源发电的接入及大容量长距离输送，可提高能源利用效率，确保安全、可靠、优质的电力供应。直流电网不存在交流电网固有的同步稳定问题，传输距离基本不受限制，能够实现大范围的潮流调节和控制，对可再生能源发电具有重要支撑作用，并具有网络损耗小、对通信干扰小等众多优点。随着电压源型换流器、直流断路器、直流变换器、直流电缆等技术发展日臻成熟，直流电网技术的发展成为可能，并且在大规模分布式可再生能源接入、海洋群岛供电、海上风电场群集中送出、新型城市电网构建等方面，被认为是最有效的技术方案，已成为未来智能电网发展的重要方向。
[0003]直流电网是解决我国西部可再生能源高效开发利用和海上风电场并网问题的最有效技术方案。通过在我国西部地区大范围内采用直流输电网络技术，将其中的风电、水电、火电等电源进行互联，然后再通过大容量、远距离的多条特高压混合/柔性直流输电线路将其输送到东南部沿海地区。一方面，通过这些电源侧的互联，可以在西部地区大范围内平抑可再生能源发电的波动性、间歇性等问题，最大限度的降低其对电网产生的冲击，并可有效的降低目前大量存在的弃风、弃光等问题，实现可再生能源的有效开发利用；另一方面，通过直流输电网络实现多受端供电、多落点供电的直流电力传输新格局，可有效降低换相失败等问题的出现，提升现有直流输电工程运行可靠性，从而提高整个交直流混合大电网的安全性。因此，建成以清洁化的具备接纳大规模可再生能源电力能力和智能化为主要特征的下一代电网，将成为未来我国电网发展的趋势和方向。
[0004] 由于地域和经济发展的影响，欧洲国家普遍面临着供电走廊紧张、调整能源结构等重大问题，建设大规模直流电网有利于其能源的优化配置，同时能够解决由于大范围风电接入引起的系统安全隐患，因此其发展极为迅速。预计在10?20年时间内，欧洲范围内将有望建成以柔性直流为基础、主干网在500kV以上等级的、10GW以上的输送容量为主的区域性直流电网。欧美国家在直流电网方面的研究开展已经比较广泛，并针对多个重点问题开始开展深入的研究。
[0005]未来10?20年内，将是直流电网技术快速发展的阶段，也是直流电网建设的初级阶段。而直流电网的建模仿真、运行控制、应用规划等技术，是发展直流电网的基础，这些技术的研究和开发都需要基于一定应用场合下的直流电网模型开展。
[0006]直流电网通用模型可用于直流电网的稳态及暂态运行特性、直流电网的控制与保护策略等一系列研究，建立直流电网通用模型可为直流电网领域的科研工作者提供统一的研究平台，使得不同国家、不同研究机构的相关研究成果可以完全共享、互做参照且具有可比性，从而推进直流电网系统设计、设备选型的标准化，为直流电网的系统研究提供指导， 促进直流电网运行准则的制订。此外，直流电网在不同应用场合下的拓扑结构、电压等级、 运行特性均存在较大差异，而目前尚无能够满足不同应用场合应用研究的直流电网通用模型，研究人员基于各自不同的直流电网模型开展相同的研究会得到不同的结果，使得不同的研究结果缺乏对比依据，难于比较且无法共享，这对直流电网相关技术成果的形成带来很大困难。因此，建立一个具有广泛适用性的直流电网通用模型作为统一的研究和测试平台，对于直流电网关键技术的研究和标准化具有十分重要的意义。
[0007]直流电网通用模型的主要特点需求如下:
[0008]1、具有广泛的适用性。直流电网通用模型应包含直流电网的不同应用场合，例如陆地新能源及储能并网、远距离大功率传输、海上风电送出、改善多馈入区域常规直流输电换相失败问题、混合直流电网以及大型城市供电等，以满足直流电网在不同场合研究的需要；
[0009]2、直流电压等级的多样性。由于直流电网需满足不用场合的应用需求，相应的，直流电网通用模型根据不用应用场合设计设定直流电压等级；
[0010]3、各功能区域可灵活组合、规模适当。具有通用性的直流电网通用模型应在保证代表不同应用场合的功能区域结构设计合理、满足应用需求的情况下，具备功能区规模最小、节点数最少的特点，同时各功能区域可灵活组合。
[0011]4、系统参数可调整，具有良好的通用性。模型的交直流电压等级、线路长度、换流器容量、传输容量均可根据需要调整，使得模型具有良好的通用性。
[0012]然而，现有的直流电网测试模型仅针对海上风电并网这一应用背景设计的，难于应用到陆地新能源及储能并网、远距离大功率传输、改善多馈入区域常规直流输电换相失败问题、混合直流电网以及大型城市供电等不同领域的研究。目前尚无适用于陆地新能源及储能并网、远距离大功率传输、海上风电送出、改善多馈入区域常规直流输电换相失败问题、混合直流电网以及大型城市供电等其他应用场合的直流电网通用模型。
【发明内容】
[0013]为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种直流电网组合测试模型，该模型设计考虑了直流电网各种不同的应用场合，符合直流电网的技术特点，各功能区域可灵活组合、规模适当，具备良好的通用性。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
[0014]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0015]本发明提供一种直流电网组合测试模型，其改进之处在于，所述直流电网组合测试模型由直流子网络或系统组成，包括:陆地新能源直流电网DCS-A、多端LCC直流系统 DCS-B、小型分布式能源直流电网DCS-C、海上风电VSC直流电网DCS-D和点对点直流系统 DCS-E ；
[0016]所述陆地新能源直流电网DCS-A均通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端LCC直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心；所述海上风电VSC直流电网DCS-D均通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端 LCC直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心；
[0017]所述陆地新能源直流电网DCS-A、多端LCC直流系统DCS-B、小型分布式能源直流电网DCS-C、海上风电VSC直流电网DCS-D和点对点直流系统DCS-E组成直流电网组合测试模型的主模型DCS-M。
[0018]进一步地，所述陆地新能源直流电网DCS-A包括VSC换流站A1、A2、A3和A4、公共 VSC换流站El、DC/DC变换器、带储能风机和风机，所述陆地新能源直流电网DCS-A的直流电压等级为±400kV，用于研究直流电网在大型风、水、火资源打捆送出战略发展计划中的应用；公共VSC换流站E1以及VSC换流站A1、A2和A3均通过直流线路依次连接；所述VSC 换流站A4通过直流线路分别与VSC换流站A2和A3连接；所述VSC换流站A1和A3均配置有带储能风机；所述VSC换流站A2和A3均配置有风机；所述DC/DC变换器通过直流线路与 VSC换流站A4连接且位于在陆地新能源直流电网DCS-A和多端LCC直流系统DCS-B之间。
[0019]进一步地，所述多端LCC直流系统DCS-B包括LCC换流站B1、B2、B3和B4、光伏电源和交流电源；所述多端LCC直流系统DCS-B的典型直流电压等级为±800kV，用于研究多馈入区域形成多端LCC直流系统的可行性及其在改善常规直流输电换相失败问题中的应用；
[0020]所述LCC换流站Bl、B2、B3和B4通过直流线路依次连接；点对点直流系统DCS-E 中的VSC换流站E2和光伏电源均与所述LCC换流站B1连接；所述交流电源与LCC换流站 B4连接；
[0021]所述多端LCC直流系统DCS-B为负荷区和多馈入、多落点区域的多端LCC-HVDC直流组网区。
[0022]进一步地，所述小型分布式能源直流电网DCS-C包括VSC换流站C1、C2、C3和C5、 两个DC/DC变换器和直流光伏发电站；所述小型分布式能源直流电网DCS-C的典型直流电压等级为±100kV和±200kV，用于研究直流电网在小型水电、风电和光伏分布式能源以及直流负荷接入领域的应用；
[0023]所述VSC换流站Cl、C2和C3通过直流线路依次连接后均与交流系统C4连接；其中一个DC/DC变换器与VSC换流站C1通过直流线路连接；另一个DC/DC变换器与VSC换流站C5通过直流线路连接；所述光伏发电站与交流系统C4连接；
[0024]所述小型分布式能源直流电网DCS-C为负荷区和汇集分布式发电和直流负荷的直流配电组网区。
[0025]进一步地，所述海上风电VSC直流电网DCS-D包括陆地或海上VSC换流站D1? D7、DC/DC变换器、海上直流风机和海上交流风机；所述海上风电VSC直流电网DCS-D的典型直流电压等级为±300kV和±500kV，用于研究直流电网在大型海上风电汇集送至陆地负荷中心、孤岛供电领域的应用；
[0026]所述陆地或海上VSC换流站D1、D2、D6、D7、D4和D5通过直流线路依次连接；所述陆地或海上VSC换流站D3分别与陆地或海上VSC换流站Dl、D2和D4连接；所述DC/DC变换器与陆地或海上VSC换流站D1连接；所述海上交流风机与陆地或海上VSC换流站D2连接；所述海上直流风机与陆地或海上VSC换流站D4连接。
[0027]进一步地，所述点对点直流系统DCS-E包括通过直流线路连接的换流站E1和E2，其中换流站El和E2为VSC换流站或LCC换流站，所述点对点直流系统DCS-E的典型直流电压为±400kV，用于研究点对点VSC-HVDC系统和点对点VSC-LCC混合直流系统；
[0028]所述换流站E1为陆地新能源直流电网DCS-A和点对点直流系统DCS-E的公共换流站。
[0029]进一步地，VSC换流站是基于可关断器件的电压源型换流器；LCC换流站是基于半控型器件的电流源型换流器；所述VSC换流站和LCC换流站的主接线形式为单极或双极形式。
[0030]进一步地，所述直流电网组合测试模型的主模型DCS-M包括陆地交流系统:即交流系统B0和交流系统C0 ;
[0031]所述交流系统B0由母线Ba-B0, Ba-Bl，Ba_B2, Ba_E2和Ba-Dl以及交流线路组成，所述母线Ba-Bl，Ba-B2, Ba-E2和Ba-Dl通过交流线路均连接有换流站，母线Ba-B0是交流系统B0其余等值网络的等效母线，即交流系统的松弛节点；所述交流系统C0由母线 Ba-El，Ba-B4, Ba-D2、Ba-C0、Ba-C2 和 Ba-C3 以及交流线路组成，所述母线 Ba-El，Ba-B4， Ba-D2、Ba-C2和Ba-C3通过交流线路均连接有换流站，所述母线Ba-C0是交流系统C0其余等值网络的等效母线，即交流系统的松弛节点；所述交流系统B0和C0均接纳海上和陆地风力发电有功功率；主模型中未与交流系统B0和C0相连的独立交流系统部分除了母线B〇-D4与交流负荷相连外，其余独立交流系统分别与交流风机、水电站、火电站电源相连 (其余独立交流系统包括出3-41、83-42、83-43、83-44、83-(:1和8〇-01、8〇-02、8〇-03、04)。
[0032]与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是:
[0033]本发明提供的直流电网组合测试模型的优点如下:
[0034]1、具有广泛的适用性。直流电网通用模型应包含直流电网的不同应用场合，例如陆地新能源及储能并网、远距离大功率传输、海上风电送出、改善多馈入区域常规直流输电换相失败问题、混合直流电网以及大型城市供电等，以满足直流电网在不同场合研究的需要；
[0035]2、直流电压等级的多样性。由于直流电网需满足不用场合的应用需求，相应的，直流电网通用模型根据不用应用场合设计设定直流电压等级；
[0036]3、各功能区域可灵活组合、规模适当。具有通用性的直流电网通用模型应在保证代表不同应用场合的功能区域结构设计合理、满足应用需求的情况下，具备功能区规模最小、节点数最少的特点，同时各功能区域可灵活组合。
[0037]4、直流输电系统参数可调整，具有良好的通用性。模型的交直流电压等级、线路长度、换流器容量、传输容量均可根据需要调整，使得模型具有良好的通用性。
[0038]为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。【附图说明】
[0039]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0040]图1是本发明实施例中直流电网组合测试模型设计框架图；
[0041]图2是本发明实施例中直流电网组合测试模型基本结构图；
[0042]图3是本发明实施例中直流电网组合测试模型单线拓扑图；其中:Ba—陆地交流母线；Bo—海上交流母线；Bm —单级直流母线；Bb—双极直流母线；Cm —单级换流站；Cb— 双极换流站；Cd — DC/DC变换器。【具体实施方式】
[0043]以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
[0044]本发明提供一种直流电网组合测试模型，如图1所示，图1是本发明实施例中直流电网组合测试模型设计框架图，是包含点对点VSC直流系统、点对点LCC-VSC直流系统和大型陆地新能源直流电网、小型分布式新能源直流电网、海上风电直流电网、多馈入区域LCC 直流电网、LCC-VSC混合直流电网、新能源直流电网等多种不同直流电网应用场景，并通过直流电网实现区域互联、用于直流输配电关键技术及其可靠性研究的大型直流网络模型， 可用于研究直流电网在陆地新能源及储能并网、远距离大功率传输、海上风电送出、改善多馈入区域常规直流输电换相失败问题、LCC-HVDC和VSC-HVDC混合电网以及含分布式新能源和储能的大型城市供电等不同场合中的应用。
[0045]如图2所示，图2是本发明实施例中直流电网组合测试模型基本结构图；包括:陆地新能源直流电网DCS-A、多端LCC直流系统DCS-B、小型分布式能源直流电网DCS-C、海上风电VSC直流电网DCS-D和点对点直流系统DCS-E ;所述陆地新能源直流电网DCS-A、多端 LCC直流系统DCS-B和点对点直流系统DCS-E组成LCC-VSC混合直流电网DCS-H1 ;所述陆地新能源直流电网DCS-A和小型分布式能源直流电网DCS-C组成新能源直流电网DCS-H2 ;所述LCC-VSC混合直流电网DCS-H1、新能源直流电网DCS-H2和海上风电VSC直流电网DCS-D 组成直流电网组合测试模型的主模型DCS-M ;所述陆地新能源直流电网DCS-A均通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端LCC直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心；所述海上风电VSC直流电网DCS-D均通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端LCC直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心。
[0046]7个区域即代表7种直流子网络或系统:2个中型直流电网DCS-H1和DCS-H2、4个小型直流电网DCS-A、DCS-B、DCS-C、DCS-D和一个点对点直流系统DCS-E。DCS-E中的换流站E1是公用换流站，可作为VSC换流站也可作为LCC换流站。直流电网组合测试模型单线拓扑结构图如图3所示，交流线路和直流线路均由单线表示。主模型DCS-M共包含20个换流站、6个DC/DC变换器、换流站之间直流线路和换流站与直流风机之间直流线路、交流母线上的交流线路和2个交流等值母线即松弛节点(Ba-BO和Ba-CO)，6个直流电压等级。主模型DCS-M所包含的7个功能区可代表8个不同的直流电网应用场合，具体介绍如下:
[0047]1、陆地新能源直流电网DCS-A均通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端LCC直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心；所述海上风电VSC直流电网DCS-D均通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端LCC 直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心。
[0048]陆地新能源直流电网DCS-A包括5个VSC换流站Al、A2、A3和A、和公共换流站 El、DC/DC变换器、带储能风机和风机，所述陆地新能源直流电网DCS-A的直流电压等级为 ±400kV，用于研究直流电网在我国西部地区大型风、水、火资源打捆送出战略发展计划中的应用；公共VSC换流站E1以及VSC换流站Al、A2和A3均通过直流线路依次连接；所述 VSC换流站A4通过直流线路分别与VSC换流站A2和A3连接；所述VSC换流站A1和A3均配置有带储能风机；所述VSC换流站A2和A3均配置有风机；所述DC/DC变换器通过直流线路与VSC换流站A4连接且位于在陆地新能源直流电网DCS-A和多端LCC直流系统DCS-B 之间。
[0049]2、多端LCC直流系统DCS-B包括LCC换流站Bl、B2、B3和B4、光伏电源和交流电源；所述多端LCC直流系统DCS-B的典型直流电压等级为±800kV，用于研究我国东部多馈入区域形成多端LCC直流系统的可行性及其在改善常规直流输电换相失败问题中的应用；
[0050]所述LCC换流站Bl、B2、B3和B4通过直流线路依次连接；点对点直流系统DCS-E 中的VSC换流站E2和光伏电源均与所述LCC换流站B1连接；所述交流电源与LCC换流站 B4连接；
[0051]所述多端LCC直流系统DCS-B为负荷区和多馈入、多落点区域的多端LCC-HVDC直流组网区。
[0052]3、小型分布式能源直流电网DCS-C包括VSC换流站Cl、C2、C3和C5、两个DC/DC 变换器和直流光伏发电站；所述小型分布式能源直流电网DCS-C的典型直流电压等级为 ± 100kV和± 200kV，用于研究直流电网在小型水电、风电和光伏分布式能源以及直流负荷接入领域的应用；所述VSC换流站Cl、C2和C3通过直流线路依次连接后均与交流系统C4 连接；其中一个DC/DC变换器与VSC换流站C1通过直流线路连接；另一个DC/DC变换器与 VSC换流站C5通过直流线路连接；所述光伏发电站与交流系统C4连接；所述小型分布式能源直流电网DCS-C为负荷区和汇集分布式发电和直流负荷的直流配电组网区。。
[0053]4、海上风电VSC直流电网DCS-D包括陆地或海上VSC换流站D1?D7、DC/DC变换器、海上直流风机和海上交流风机；所述海上风电VSC直流电网DCS-D的典型直流电压等级为±300kV和±500kV，用于研究直流电网在大型海上风电汇集送至陆地负荷中心、孤岛等供电领域的应用；
[0054]所述陆地或海上VSC换流站D1、D2、D6、D7、D4和D5通过直流线路依次连接；所述陆地或海上VSC换流站D3分别与陆地或海上VSC换流站Dl、D2和D4连接；所述DC/DC变换器与陆地或海上VSC换流站D1连接；所述海上交流风机与陆地或海上VSC换流站D2连接；所述海上直流风机与陆地或海上VSC换流站D4连接。
[0055]5、点对点直流系统DCS-E包括通过直流线路连接的换流站E1和E2,其中换流站El和E2为VSC或LCC换流站，所述点对点直流系统DCS-E的典型直流电压为±400kV，用于研究点对点VSC-HVDC系统和点对点VSC-LCC混合直流系统；
[0056]所述换流站E1为陆地新能源直流电网DCS-A和点对点直流系统DCS-E的公共换流站。
[0057]6、所述直流电网通用模型的主模型DCS-M各功能区连接方式如下:DCS-M的左上角为陆地新能源直流电网(A区)，右下角主要为海上风力发电直流集群系统(D区)。此两大能源发电直流集群系统以大容量远距离的方式，分别经高压直流和高压交流输电线将电能输送到右上角(B区)和左下角(C区)的负荷中心。A区是通过一条Ba-E2至Ba-E0的交流输电通道和一条Bb-A4s至Bb-B4的直流输电通道向B区输电，另外A区还通过一条 Ba-El至Ba-C0的交流输电通道和一条Bb-A3至Bb-Cl的直流输电通道向C区输电；D区是通过3条交流输电通道(Ba-Dl分别至Ba-B2、Ba-B0和Ba-B3)和一条Bm-D6s至Bb-B2 的直流输电通道向B区输电，另外D区还通过一条Ba-D2至Ba-C3的交流输电通道和一条 Bm-D7至Bm-C2s的直流输电通道向C区输电。B区既是负荷区也是多馈入、多落点区域的多端LCC-HVDC直流组网区。同样，C区既是负荷区也是汇集分布式发电和直流负荷的直流配电组网区。
[0058]所述直流电网通用模型的主模型DCS-M包含两个大型陆地交流系统:即位于 DCS-M右上角的交流系统B0和位于DCS-M中部的交流系统C0。交流系统B0由5条母线 (Ba-B0, Ba-Bl，Ba-B2, Ba-E2和Ba-Dl)和交流线路组成，除Ba-B0母线外，其余4条母线各连接1个换流站，母线Ba-B0是交流系统B0其余等值网络(Grid equivalents)的等效母线，即系统松弛节点B0 ;交流系统C0由6条母线(Ba-E 1，Ba-B4，Ba-D2、Ba-C0、Ba-C2和 Ba-C3)和交流线路组成，除Ba-CO母线外，其余5条母线各连接1个换流站，母线Ba-CO是交流系统C0其余等值网络(Grid equivalents)的等效母线，S卩交流系统松弛节点C0。交流系统B0和C0均以接纳海上和陆地风力发电有功功率为主。主模型中未与交流系统B0 和C0相连的独立交流系统部分除了母线B〇-D4与交流负荷相连外，其余独立交流系统分别与交流风机、水电站、火电站等电源相连。
[0059]所述直流电网组合测试模型中的换流器拓扑结构包含基于可关断器件的电压源型换流器(VSC)和基于半控型器件的电流源型换流器(LCC)两种，换流站主接线形式可为单极或双极。
[0060]所述直流电网组合测试模型由不同的功能区组合而成，包含各种不同的电压等级，可用于不同应用场合下直流电网的相关研究。
[0061]所述直流电网组合测试模型的另外一种有利特点是，其中的换流器可以选择VSC 或LCC，所包含功能区的组合方式和线路长度、电压等级、换流站容量等参数均可根据需要进行调整。
[0062]本发明提供的一种直流电网组合测试模型，考虑了直流电网在不用场合中的应用，具有直流电压等级的多样性以满足不用应用场合的需求，具备直流电网的基本特征，且各功能区域可灵活组合、规模适当，具备良好的通用性。
[0063]应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
[0064]在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
[0065]上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语 “包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
[0066]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种直流电网组合测试模型，其特征在于，所述直流电网组合测试模型由直流子网 络或系统组成，包括:陆地新能源直流电网DCS-A、多端LCC直流系统DCS-B、小型分布式能 源直流电网DCS-C、海上风电VSC直流电网DCS-D和点对点直流系统DCS-E ;所述陆地新能源直流电网DCS-A通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送 到多端LCC直流系统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心；所述海上风电 VSC直流电网DCS-D通过高压直流输电线和高压交流输电线将电能输送到多端LCC直流系 统DCS-B和小型分布式能源直流电网DCS-C的负荷中心；所述陆地新能源直流电网DCS-A、多端LCC直流系统DCS-B、小型分布式能源直流电网 DCS-C、海上风电VSC直流电网DCS-D和点对点直流系统DCS-E组成直流电网组合测试模型 的主模型DCS-M。2.如权利要求1所述的直流电网组合测试模型，其特征在于，所述陆地新能源直流电 网DCS-A包括VSC换流站Al、A2、A3和A4、公共VSC换流站El、DC/DC变换器、带储能风机 和风机，所述陆地新能源直流电网DCS-A的直流电压等级为±400kV，用于研究直流电网在 大型风、水、火资源打捆送出战略发展计划中的应用；公共VSC换流站E1以及VSC换流站Al、A2和A3均通过直流线路依次连接；所述VSC 换流站A4通过直流线路分别与VSC换流站A2和A3连接；所述VSC换流站A1和A3配置有 带储能风机；所述VSC换流站A2和A3配置有风机；所述DC/DC变换器通过直流线路与VSC 换流站A4连接且位于在陆地新能源直流电网DCS-A和多端LCC直流系统DCS-B之间。3.如权利要求1所述的直流电网组合测试模型，其特征在于，所述多端LCC直流系统 DCS-B包括LCC换流站B1、B2、B3和B4、光伏电源和交流电源；所述多端LCC直流系统DCS-B 的典型直流电压等级为±800kV，用于研究多馈入区域形成多端LCC直流系统的可行性及 其在改善常规直流输电换相失败问题中的应用；所述LCC换流站B1、B2、B3和B4通过直流线路依次连接；点对点直流系统DCS-E中的 VSC换流站E2和光伏电源均与所述LCC换流站B1连接；所述交流电源与LCC换流站B4连 接；所述多端LCC直流系统DCS-B为负荷区和多馈入、多落点区域的多端LCC-HVDC直流组 网区。4.如权利要求1所述的直流电网组合测试模型，其特征在于，所述小型分布式能源直 流电网DCS-C包括VSC换流站C1、C2、C3和C5、两个DC/DC变换器和直流光伏发电站；所述 小型分布式能源直流电网DCS-C的典型直流电压等级为±100kV和±200kV，用于研究直流 电网在小型水电、风电和光伏分布式能源以及直流负荷接入领域的应用；所述VSC换流站Cl、C2和C3通过直流线路依次连接后均与交流系统C4连接；其中一 个DC/DC变换器与VSC换流站C1通过直流线路连接；另一个DC/DC变换器与VSC换流站C5 通过直流线路连接；所述光伏发电站与交流系统C4连接；所述小型分布式能源直流电网DCS-C为负荷区和汇集分布式发电和直流负荷的直流 配电组网区。5.如权利要求1所述的直流电网组合测试模型，其特征在于，所述海上风电VSC直流电 网DCS-D包括陆地或海上VSC换流站D1?D7、DC/DC变换器、海上直流风机和海上交流风 机；所述海上风电VSC直流电网DCS-D的典型直流电压等级为±300kV和±500kV，用于研究直流电网在大型海上风电汇集送至陆地负荷中心、孤岛供电领域的应用；所述陆地或海上VSC换流站D1、D2、D6、D7、D4和D5通过直流线路依次连接；所述陆地 或海上VSC换流站D3分别与陆地或海上VSC换流站Dl、D2和D4连接；所述DC/DC变换器 与陆地或海上VSC换流站D1连接；所述海上交流风机与陆地或海上VSC换流站D2连接；所 述海上直流风机与陆地或海上VSC换流站D4连接。6.如权利要求1所述的直流电网组合测试模型，其特征在于，所述点对点直流系统 DCS-E包括通过直流线路连接的换流站E1和E2,其中换流站E1和E2为VSC换流站或LCC 换流站，所述点对点直流系统DCS-E的典型直流电压为± 400kV，用于研究点对点VSC-HVDC 系统和点对点VSC-LCC混合直流系统；所述换流站E1为陆地新能源直流电网DCS-A和点对点直流系统DCS-E的公共换流站。7.如权利要求2-6中任一项所述的直流电网组合测试模型，其特征在于，VSC换流站是 基于可关断器件的电压源型换流器；LCC换流站是基于半控型器件的电流源型换流器；所 述VSC换流站和LCC换流站的主接线形式为单极或双极形式。8.如权利要求1所述的直流电网组合测试模型，其特征在于，所述直流电网组合测试 模型的主模型DCS-M包括陆地交流系统:即交流系统B0和交流系统C0 ;所述交流系统B0由母线Ba-BO, Ba-Bl，Ba-B2, Ba-E2和Ba-Dl以及交流线路组成，所 述母线Ba-Bl，Ba-B2, Ba-E2和Ba-Dl通过交流线路均连接有换流站，母线Ba-BO是交流系 统B0其余等值网络的等效母线，即交流系统的松弛节点；所述交流系统C0由母线Ba-El， Ba-B4, Ba-D2、Ba-CO、Ba-C2 和 Ba-C3 以及交流线路组成，所述母线 Ba-El，Ba-B4, Ba-D2、 Ba-C2和Ba-C3通过交流线路分别连接有换流站，所述母线Ba-CO是交流系统CO其余等值 网络的等效母线，即交流系统的松弛节点；所述交流系统B0和C0均接纳海上和陆地风力 发电有功功率；主模型DCS-M中未与交流系统B0和C0相连的独立交流系统部分除了母线 B〇-D4与交流负荷相连外，其余独立交流系统分别与交流风机、水电站和火电站电源相连。
【文档编号】H02J3/36GK105990831SQ201510061875
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月5日
【发明人】安婷, 汤广福, 贺之渊, 吴亚楠, 庞辉, 杨杰, 孔明, 韩丛达
【申请人】国家电网公司, 国网智能电网研究院, 国网安徽省电力公司