[發(fā)明專利]多端HVDC電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中的DC電壓補償

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980158512.8
• 申請日: 2009-04-06
• 公開（公告）號: CN102379076A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 拉爾斯-埃里克·尤林
• 申請（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;王娜麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多端HVDC電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，該多端HVDC電力傳輸網(wǎng)絡(luò)包括通過至少兩條傳輸線路被互聯(lián)的至少三個HVDC換流器站，其中傳輸線路中的至少一條傳輸線路是長線路。本發(fā)明還涉及一種對這樣的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作的方法以及一種有源電壓源裝置。

背景技術(shù)

HVDC(高壓直流)電力傳輸通常在有需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送電力時使用，這是因為通過與AC電力傳輸相比的降低的損失在遠(yuǎn)距離處補償HVDC設(shè)備的較高的成本。以下將遠(yuǎn)距離或者長線路理解為大約為500km或者大于500km的距離。

在現(xiàn)有技術(shù)中，主要已知的是點對點HVDC鏈路或者雙端HVDC鏈路，即包括有兩個電力換流站的HVDC傳輸系統(tǒng)，在電力傳輸線路的每個端處各有一個電力換流站。電力傳輸線路通常是單極線路或雙極線路，該雙極線路分別包括有位于幾百千伏直至上千千伏以上的高DC電壓處的第一極，以及連接到地或連接到相反極性的高DC電壓的、用于返回電流的第二極。實際上也存在有少數(shù)幾個所謂的多端HVDC電力傳輸系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，這些電力傳輸系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)包括有不止兩個換流器站和不止一條傳輸線路。良好的示例是在加拿大的魁北克和美國的新英格蘭之間的HVDC傳輸網(wǎng)絡(luò)，其曾經(jīng)是世界上第一大規(guī)模的多端HVDC傳輸網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)今包括以串聯(lián)的方式經(jīng)由兩條電力傳輸線路被互連的三個換流器站并且覆蓋了1480km的線路距離。換流器站的線性互連還可以被稱為非網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，以與包括有互連的閉合回路的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以及下述的部分網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)形成對比，該部分網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)包括有互連的區(qū)域性的閉合回路以及在區(qū)域之間的線性互連和/或伸出到更遠(yuǎn)距離區(qū)域的線性互連。

在未來，預(yù)期要建造更多的以及一定程度上甚至更大的HVDC傳輸網(wǎng)絡(luò)，這些HVDC傳輸網(wǎng)絡(luò)會覆蓋更遠(yuǎn)的距離和/或面積并且可以用于例如在不同的陸地之間傳送電力。這樣的大型HVDC傳輸網(wǎng)絡(luò)可能是從零開始建造的，但也可以是在現(xiàn)有較小的HVDC傳輸網(wǎng)絡(luò)之間新添加鏈路的結(jié)果。例如，由Mata?Prasad等人在1999年9月份在馬來西亞的吉隆坡舉辦的Cigré研討會上提交的“Viability?of?a?national?HVDCTransmission?Ring?in?India”中，建議了在所謂的HVDC環(huán)方案中可以將印度現(xiàn)有的和未來的HVDC傳輸網(wǎng)絡(luò)以及背靠背式HVDC鏈路集成起來，這實際上可以形成包括有閉合回路和線性互連的部分網(wǎng)狀HVDC網(wǎng)絡(luò)。文章中指出，對這種擴大的HVDC傳輸網(wǎng)絡(luò)的實施和操作需要結(jié)合所需的控制算法的分層公式考慮具體問題，諸如構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的HVDC鏈路之間的協(xié)調(diào)，確保網(wǎng)絡(luò)的各個區(qū)域的線路中最佳的電流潮流，并且以區(qū)域化的方式穩(wěn)定網(wǎng)格。

涉及多端HVDC網(wǎng)絡(luò)的其他文檔重點主要集中在網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可用性上，特別是在線路故障的情況下，諸如在由Michael在1999年3月份在波蘭的波茲南舉辦的Central?European?Power?Exhibition?andConference(CEPEX)上提交的“Multiterminal?HVDC?for?High?PowerTransmission?in?Europe”中，或者諸如在由Victor?F.Lescale等人在2008年10月12至15日在印度新德里舉辦的IEEE?Power?India?Conference(POWERCON)上提交的“Challenges?with?Multi-Terminal?UHVDCTransmissions”中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種可以確保在以上所解釋類型的多端HVDC網(wǎng)絡(luò)上對期望數(shù)量的電力進(jìn)行傳送的方案。

該目的是由根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多端HVDC電力傳輸網(wǎng)絡(luò)、根據(jù)權(quán)利要求6所述的對這種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制的方法以及根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種有源電壓源裝置所實現(xiàn)的。

本發(fā)明基于對下述事實的認(rèn)識：未來多端HVDC網(wǎng)絡(luò)所必須的一條或更多條傳輸線的長度很有可能達(dá)到在沿著所述一條或更多條傳輸線的電壓下降不能通過已知用于雙端HVDC鏈路的對策來克服的尺度。對于多端HVDC網(wǎng)絡(luò)來說，這個問題直到現(xiàn)在還根本沒有解決。還認(rèn)識到：對于大的多端HVDC網(wǎng)絡(luò)來說，與LCC(電網(wǎng)換向換流器)相比，在換流器站中更可能使用VSC(電壓源換流器)，這是因為VSC總是工作在同一DC電壓水平，獨立于電力潮流的方向。另一方面，與LCC相比，VSC的缺點是對DC電壓進(jìn)行控制的自由度降低了，這削弱了對電網(wǎng)中的電壓下降進(jìn)行補償?shù)臋C會。