一种换流站冷却系统的制作方法

本发明涉及换流站换流阀与阀厅的冷却系统技术领域，尤其涉及一种换流站冷却系统。

背景技术：

高压直流输电系统实现交直流电能变换的关键在于换流站。换流站主要设备包括换流阀、交直流滤波器、开关、变压器和电抗器等，其中换流阀采用的电力电子全控器件(igbt等)或半控器件(晶闸管等)在电能变换过程中会产生损耗，损耗产生的热量通过冷却系统进行换热。同时，换流阀的运行对于阀厅温度和湿度提出了严格的要求，阀厅通常采用空调对温度和湿度进行控制。

目前换流站的换流阀外冷却系统主要采用闭式冷却塔或空冷器方案。水资源丰富的地区，外冷却系统采用闭式冷却塔方案，根据运行统计换流阀闭式冷却塔喷淋水补水量和废水量排放量较大，在配套系统复杂性、水资源消耗及废水排放、水资源依赖性等各项指标方面存在劣势。高温缺水的地区，外冷却系统采用空冷器方案，该方案避免了外冷却系统的大量补水，但是在占地和噪声等方面存在劣势。

针对上述两种外冷却系统方案存在的问题，目前已有采用冷水机组与闭式冷却塔、空冷器结合的复合外冷却方案。冷水机组在能源发电冷却和通讯机房空调等领域应用广泛，但是由于该类方案在换流站应用场景下的前期投资成本、耗电量等缺点，在直流输电领域尚未获得成功应用。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种换流站冷却系统，能有效降低换流站冷却系统的投资成本，且能有效减少冷却系统的占地面积，且能有效降低阀厅空调冷水机组载荷受限导致的换流站停运风险。

本发明一实施例提供一种换流站冷却系统，包括换流阀内冷却系统、换流阀外冷却系统、冷却系统综合控制器、阀厅空调及冷水机组；

所述换流阀外冷却系统与所述换流阀内冷却系统循环连接；所述冷水机组设有阀厅空调冷水机组和阀外冷用冷水机组，所述阀厅空调与所述阀厅空调冷水机组循环连接，所述换流阀外冷却系统由所述阀外冷用冷水机组构成；所述阀外冷用冷水机组、所述阀厅空调冷水机组均与所述冷却系统综合控制器双向连接。

作为上述方案的改进，所述换流阀外冷却系统还包括阀外冷用空冷器；

所述阀外冷用空冷器、所述阀外冷用冷水机组与所述换流阀内冷却系统循环连接。

作为上述方案的改进，所述换流阀外冷却系统还包括冷却塔；

所述冷却塔、所述阀外冷用冷水机组与所述换流阀内冷却系统循环连接。

作为上述方案的改进，所述换流站冷却系统还包括换流器供电系统，所述换流器供电系统由光伏发光单元和至少一个换流站用变压器并联构成；

所述换流器供电系统的输出端与所述换流阀内冷却系统的输入端、所述换流阀外冷却系统的输入端、所述冷却系统综合控制器的输入端、所述阀厅空调的输入端、所述冷水机组的输入端连接。

作为上述方案的改进，所述冷却塔为闭式冷却塔。

与现有技术相比，本发明实施例公开的一种换流站冷却系统，通过所述换流站冷却系统包括换流阀内冷却系统、换流阀外冷却系统、冷却系统综合控制器、阀厅空调及冷水机组；所述换流阀外冷却系统与所述换流阀内冷却系统循环连接；所述冷水机组设有阀厅空调冷水机组和阀外冷用冷水机组，所述阀厅空调与所述阀厅空调冷水机组循环连接，所述换流阀外冷却系统由所述阀外冷用冷水机组构成；所述阀外冷用冷水机组、所述阀厅空调冷水机组均与所述冷却系统综合控制器双向连接。采用以上结构，通过对换流阀外冷却系统与阀厅空调冷却系统进行统一设计布局，实现换流站冷却系统的综合与紧凑型设计，能有效降低换流站冷却系统的投资成本，且能有效减少冷却系统的占地面积；其次，采用冷却系统综合控制器对阀外冷用冷水机组和所述阀厅空调冷水机组进行调控，能有效降低阀厅空调冷水机组载荷受限导致的换流站停运风险；再是，采用光伏发电单元并接入换流器供电系统的接线方案，能实现光伏发电单元与原站供电系统的相对独立供电，并能有效解决换流阀外冷却系统采用冷水机组带来的额外电能损耗问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种换流站冷却系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的换流站冷却系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的换流站冷却系统的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的换流站冷却系统的供电示意图；

其中，1、换流阀内冷却系统；2、换流阀外冷却系统；21、阀外冷用空冷器；22、冷却塔；3、冷却系统综合控制器；4、阀厅空调；5、冷水机组；51、阀厅空调冷水机组；52、阀外冷用冷水机组；6、换流器供电系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例一提供的一种换流站冷却系统的结构示意图，所述换流站冷却系统，包括换流阀内冷却系统1、换流阀外冷却系统2、冷却系统综合控制器3、阀厅空调4及冷水机组5；

所述换流阀外冷却系统2与所述换流阀内冷却系统1循环连接；所述冷水机组5设有阀厅空调冷水机组51和阀外冷用冷水机组52，所述阀厅空调4与所述阀厅空调冷水机组51循环连接，所述换流阀外冷却系统2由所述阀外冷用冷水机组52构成；所述阀外冷用冷水机组52、所述阀厅空调冷水机组51均与所述冷却系统综合控制器3双向连接。

需要说明的是，换流站的常规冷负荷即换流站内个建筑或房间的空调负荷，主要包括阀厅、主控楼及综合楼的通风空调系统。阀厅一般需配一套独立的空调系统，阀厅空调需将阀厅温度、水蓄冷的冷水出水温度、冰蓄冷的冷水出水温度维持在预设的满足常规冷负荷的制冷要求的阈值范围内。阀厅的温度和湿度通过阀厅空调进行控制，阀厅空调4通过冷水机组5实现阀厅的换热。

进一步，换流阀系统损耗产生的热量通过换流阀外冷却系统2与换流阀内冷却系统1进行换热。其中，换流阀内冷却系统1的冷却液采用的是高纯度去离子水，换流阀内冷却系统1将冷却的纯水送到阀片散热器上来带走阀片产生的热量，加热后的纯水泵到阀厅外的散热盘管内散热降温冷却，冷却后的纯水再送入阀片散热器上，如此循环往复。本实施例中，换流阀外冷却系统2主要作用是带走换流阀内冷却系统1散热盘管内的热量。换流阀外冷却系统2由纯阀外冷用冷水机组52构成。在换流站设计阶段，对阀外冷用冷水机组52和阀厅空调冷水机组51进行统一设计布局，实现换流站冷却系统的综合与紧凑型设计，能有效降低换流站冷却系统的投资成本，且能有效减少冷却系统的占地面积。

更进一步，采用冷却系统综合控制器3根据实时环境温度、阀厅温度控制目标值、换流阀内冷却系统1进出水温度、阀外冷用冷水机组52载荷情况和阀厅空调冷水机组51载荷情况，对阀外冷用冷水机组52和阀厅空调冷水机组51进行综合优化控制。其中，在阀厅空调冷水机组51载荷超过预设的载荷阈值时，即阀厅空调冷水机组51载荷受限情况下，冷却系统综合控制器3调用阀外冷用冷水机组冗余载荷，降低因阀厅空调冷水机组51载荷受限导致的换流站停运风险。

优选的，换流阀外冷却系统2可以由阀外冷用空冷器21、冷却塔22以及阀外冷用冷水机组52构成。根据实际设计配置方案，包括“阀外冷用冷水机组52+冷却塔22”、“阀外冷用冷水机组52+阀外冷用空冷器21”和“纯阀外冷用冷水机组52”三种组成方案。

参见图2，是本发明实施例二提供的换流站冷却系统的结构示意图，所述换流阀外冷却系统2还包括阀外冷用空冷器21；

所述阀外冷用空冷器21、所述阀外冷用冷水机组52与所述换流阀内冷却系统1循环连接。

本实施例中，所述换流阀外冷却系统2由阀外冷用空冷器21和阀外冷用冷水机组52构成，进而所述阀外冷用空冷器21、所述阀外冷用冷水机组52与所述换流阀内冷却系统1循环连接。所述冷水机组5包括阀厅空调冷水机组51和换流阀外冷却系统2的阀外冷用冷水机组52；所述阀厅空调4与所述阀厅空调冷水机组51循环连接，所述阀外冷用冷水机组52、所述阀厅空调冷水机组51均与所述冷却系统综合控制器3双向连接。

参见图3，是本发明实施例三提供的换流站冷却系统的结构示意图，所述换流阀外冷却系统2还包括冷却塔22；

所述冷却塔22、所述阀外冷用冷水机组52与所述换流阀内冷却系统1循环连接。

本实施例中，所述换流阀外冷却系统2由冷却塔22和阀外冷用冷水机组52构成，进而所述冷却塔22、所述阀外冷用冷水机组52与所述换流阀内冷却系统1循环连接。所述冷水机组5包括阀厅空调冷水机组51和换流阀外冷却系统2的阀外冷用冷水机组52；所述阀厅空调4与所述阀厅空调冷水机组51循环连接，所述阀外冷用冷水机组52、所述阀厅空调冷水机组51均与所述冷却系统综合控制器3双向连接。

优选的，所述冷却塔22为闭式冷却塔。

参见图4，是本发明实施例四提供的换流站冷却系统的供电示意图，所述换流站冷却系统还包括换流器供电系统6，所述换流器供电系统由光伏发光单元和至少一个换流站用变压器并联构成；

所述换流器供电系统6的输出端与所述换流阀内冷却系统1的输入端、所述换流阀外冷却系统2的输入端、所述冷却系统综合控制器3的输入端、所述阀厅空调4的输入端、所述冷水机组5的输入端连接。

需要说明的是，换流站冷却系统、照明、动力等用电主要来源于换流器供电系统，通常分别从换流站内和换流站外通过换流站用变压器降压供电。原换流器供电系统由至少一个换流站用变压器并联构成。本实施例中，通过在阀厅屋顶或换流站内其他建筑屋顶布置光伏发电单元并接入原换流器供电系统。光伏发电单元与原换流器供电系统相对独立，且并联连接。任意一路10kv原换流器供电系统出现故障情况下，通过断路器的投切，光伏发电单元均可实现持续供电；光伏发电单元出现故障的情况下，通过断路器的投切，不影响原换流器供电系统供电，能有效解决换流阀外冷却系统采用冷水机组带来的额外电能损耗问题。

本发明实施例提供的一种换流站冷却系统，通过所述换流站冷却系统包括换流阀内冷却系统、换流阀外冷却系统、冷却系统综合控制器、阀厅空调及冷水机组；所述换流阀外冷却系统与所述换流阀内冷却系统循环连接；所述冷水机组设有阀厅空调冷水机组和阀外冷用冷水机组，所述阀厅空调与所述阀厅空调冷水机组循环连接，所述换流阀外冷却系统由所述阀外冷用冷水机组构成；所述阀外冷用冷水机组、所述阀厅空调冷水机组均与所述冷却系统综合控制器双向连接。采用以上结构，通过对换流阀外冷却系统与阀厅空调冷却系统进行统一设计布局，实现换流站冷却系统的综合与紧凑型设计，能有效降低换流站冷却系统的投资成本，且能有效减少冷却系统的占地面积；其次，采用冷却系统综合控制器对阀外冷用冷水机组和所述阀厅空调冷水机组进行调控，能有效降低阀厅空调冷水机组载荷受限导致的换流站停运风险；再是，采用光伏发电单元并接入换流器供电系统的接线方案，能实现光伏发电单元与原站供电系统的相对独立供电，并能有效解决换流阀外冷却系统采用冷水机组带来的额外电能损耗问题。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。