[發明專利]一種雙饋入直流輸電方法

有效

• 申請號: 200710185454.0
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101202445A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 趙成勇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李羨民;雷秋芬

技術領域

本發明涉及一種高壓直流輸電方法，屬輸配電技術領域。

背景技術

高壓直流輸電(High?Voltage?Direct?Current，HVDC)因輸電容量大、線路造價低、所連兩端交流電網可不同步運行等優點，近年來得到了巨大發展，成為現代電力電子技術在電力系統中最成功的應用典范之一。但這種輸電方法也存在不足之處，其運行可靠性受兩端交流電網的影響，這是由于HVDC換流器一般都采用無自關斷能力的普通晶閘管作為換流元件，因而HVDC運行時需要交流系統提供換相電流，這個電流實際就是相間的短路電流，當交流電網發生故障或三相嚴重不對稱等導致交流電勢下降時，HVDC的換流重疊角將增大，容易導致換相失敗。因此，要保證換相可靠，受端交流系統必須具有足夠的容量，即必須有足夠的短路比，否則HVDC容易發生換相失敗，導致HVDC的運行可靠性降低。

電壓源換流器高壓直流輸電(Voltage?Source?Converter?based?High?VoltageDirect?Current，VSC-HVDC)采用全控型器件為換流元件，它與HVDC相比，具有以下特點：

(1)正常運行時VSC可以同時且相互獨立控制有功功率、無功功率，控制更加靈活方便。而HVDC中控制量只有觸發角，只能控制有功功率，對無功功率的調節能力則很弱。

(2)VSC不僅不需要交流側提供無功功率，而且能夠起到STATCOM的作用，動態補償交流母線的無功功率，穩定交流母線電壓。這意味著故障時，若VSC容量允許，那么VSC-HVDC既可向故障系統提供有功功率的緊急支援，又可提供無功功率的緊急支援，從而既能提高系統的頻率特性，又能改善受端交流母線的電壓特性。

(3)VSC電流能夠自關斷，可以工作在無源逆變方式，所以不需要外加的換相電壓，受端系統可以是無源網絡，克服了HVDC受端必須是有源網絡的根本缺陷，使利用VSC-HVDC為遠距離的孤立負荷送電成為現實。

盡管VSC-HVDC具有上述優點，但卻存在著輸電容量相對較小(目前的VSC-HVDC在容量上大約可達到HVDC的十分之一)和輸電成本相對較高的不足，因而也不是理想的輸電方法。

如何克服HVDC的不足，找到一種能夠使現有HVDC成為運行更加可靠的輸電方法，是目前電力工作者面臨的重要而迫切的課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輸電容量大、運行可靠性高的雙饋入直流輸電方法。

本發明所稱問題是以下述技術方案實現的：

一種雙饋入直流輸電方法，它將HVDC子系統和VSC-HVDC子系統并聯到輸電交流系統的同一母線上或者分別連接到電氣連接非常緊密的兩個變電站；所述HVDC子系統由送端交流系統S₁、系統阻抗Z_s1、換流變壓器T_s1、HVDC換流器、輸電線路DC1以及換流變壓器T_r1組成；所述VSC-HVDC子系統由送端交流系統S₂、系統阻抗Z_s2、換流變壓器T_s2、VSC-HVDC換流器、輸電線路DC2以及換流變壓器T_r2組成；所述VSC-HVDC子系統在HVDC子系統逆變器受端交流系統同一母線連接，或者通過交流輸電線路L₁₂與HVDC子系統逆變器受端交流系統母線連接，線路L₁₂距離較短。

上述雙饋入直流輸電方法，所述HVDC子系統整流側采用定直流電流控制方式，逆變側采用定熄弧角控制；所述VSC-HVDC子系統整流側采用定直流電壓和定無功控制，逆變側采用定直流電流和定無功控制或定交流電壓的控制方式。

上述雙饋入直流輸電方法，對所述HVDC子系統的逆變器側交流系統電壓進行實時檢測，若HVDC子系統的逆變器側交流系統電壓突然降低，則由控制電路使VSC-HVDC子系統逆變側采用定交流電壓控制。

上述雙饋入直流輸電方法，所述VSC-HVDC子系統逆變器的調制度m由下式確定：