[發明專利]換流站

無效

• 申請號: 200680040000.8
• 申請日: 2006-06-15
• 公開（公告）號: CN101297456A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 尼爾斯·努德斯特倫;佩爾·H·卡爾松;斯芬·貝里隆
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02B5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊林森;高少蔚

技術領域和現有技術

本發明涉及一種換流站，用于將AC系統連接到HVDC輸電線，所 述換流站包括至少兩個換流器，其布置在分開的換流閥廳中，并且每個換 流器具有用于連接所述輸電線的DC側和用于連接所述AC系統的AC側， 所述換流站包括：配置為控制所述換流器的操作的控制設備，用于為所述 換流器提供輔助電力的裝置，以及用于控制所述換流器的總體工作狀況如 冷卻其部件的裝置。

本發明不限于地和所述HVDC(高壓直流，High?Voltage?Direct Current)輸電線的極之間的任何特定等級的電壓，但是本發明尤其適用 于500kV以上這樣的電壓，這意味著所述輸電線傳輸相當大的功率，并 且換流站所屬的輸電系統需要非常高水平的可靠性。本發明也不限于通過 所述輸電線的極的任何特定等級的電流，但是所述輸電線的額定電流優選 為1kA以上。

在圖1中示意性地示出了這種類型的HVDC輸電系統的總體設計。 示出了換流站1、2是如何布置在HVDC輸電線3的每一端的，該HVDC 輸電線3具有兩個極，一個為正極4，一個為負極5。AC系統6通過變 壓器7連接到每個換流站，用于獲得所述AC系統的電壓的合適電平。假 設連接到換流站1的AC系統是任意類型的具有發電機的發電廠形式的發 電系統，并且該換流站被設計為作為整流器工作，同時假設連接到換流站 2的AC系統是連接到電力消費者如工業和居民社區的消費系統或網絡， 并且假設該換流站作為逆變器工作。每個換流站具有兩個換流器8、9， 換流器8、9中的每一個的DC側一方面分別連接到所述兩個極4、5中的 相應極，另一方面連接到換流器共用的DC中性設備10，該DC中性設 備10的低壓側連接到地，用于在每個換流器上限定一定的電壓。換流器 包括任何已知配置的例如12脈沖橋配置的若干電流閥。換流器可以是線 換向電流源換流器(line?commutated?Current?Source?Converter)，其中開 關元件如晶閘管在所述AC系統的AC電流的過零點處關斷。換流器還可 以是強制換向電壓源換流器(forced?commutated?Voltage?Source Converter)，其中所述開關元件是根據脈寬調制(PWM)模式控制的關 斷器件。

HVDC輸電系統相對于AC輸電系統的優點在于，在兩個換流站之 間的輸電線中產生相當低的損耗，所述兩個換流站位于該輸電線的每一 端，然而與在AC輸電系統中相比，換流站在HVDC輸電系統中通常更 加昂貴。因此，HVDC輸電系統通常用于傳輸經常是千兆瓦級的大功率。 這意味著，如果例如由于接地故障，這樣的輸電系統的整體或者一部分跳 閘，亦即不得不被斷開，則對于所連接的AC系統的后果可能非常嚴重。 這樣的大功率傳輸的跳閘能夠通過功率干擾對電力網絡產生破壞性影響， 例如其結果是負載脫落和斷電(blackout)，因此這種輸電系統且進而其 換流站的主要問題是傳輸的可靠性。故障能夠總是發生，但是應當使后果 最小化，即應當使電力損失和實際損壞最小化。

在引言中提到的所述輔助電力裝置是用于向不同類型設備如用于冷 卻換流閥的冷卻設備提供電力的裝置，這樣的輔助電力的脫落(dropout) 將會在非常短的時間內如10秒的數量級之內導致有必要關閉至少部分的 換流站。

這種在引言中限定的類型的具有至少兩個分開的換流閥廳的已知換 流站使這些換流閥廳彼此緊接地建立，或者使這些換流閥廳之間具有控制 室，以共享所述控制設備和輔助電力裝置以及所述用于控制換流器的總體 工作狀況的裝置。在發生了例如地震、火災等極端事件的情況下，存在多 于一個建筑物受到影響的風險，使得相對于被限制到僅僅一個建筑物的這 樣的事件的情況，電力和經濟損失增大。

發明內容

本發明的目的是提供一種引言中所限定類型的換流站，其中相對于已 知的這種換流站提高了傳輸的可靠性。根據本發明，這個目的是通過以下 獲得的：提供這樣的換流站，其中，所述控制設備包括分開的控制裝置， 用于控制所述換流站中的每個換流器，所述換流站具有用于為每個換流器 提供輔助電力的分開的裝置，為每個換流器布置用于控制總體工作狀況的 分開的裝置以使每個換流器自支持，而且利用每個所述控制裝置和與各個 換流閥廳相關聯地布置的裝置，使所述換流閥廳之間被分開相當大的空 間。