[發(fā)明專利]多端特高壓直流輸電系統(tǒng)主接線方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110091804.3
• 申請(qǐng)日: 2011-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN102157929A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慶武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): H02J1/00
• 分類號(hào): H02J1/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多端特高壓直流輸電系統(tǒng)的一種主接線方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明結(jié)合特高壓直流輸電系統(tǒng)主接線的特點(diǎn)，涉及多端特高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主接線設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

多端直流（Multi-Terminal?DC，MTDC）系統(tǒng)是指含有3個(gè)或3個(gè)以上換流站的直流輸電系統(tǒng)。在需要多電源供電、多落點(diǎn)受電的場(chǎng)合，采用MTDC系統(tǒng)比建設(shè)多個(gè)兩端直流輸電系統(tǒng)具有更好的經(jīng)濟(jì)性和靈活性。

研究表明，“十二五”末或“十三五”期間，我國(guó)的金沙江二期水電、呼盟火電外送等工程，將有多端直流輸電的應(yīng)用需求。

金沙江烏東德水電站預(yù)計(jì)初始裝機(jī)容量8700MW，多年平均年發(fā)電量約387億kWh。由于開發(fā)規(guī)模大，可能采用一個(gè)送端、兩個(gè)受端的方式，將烏東德水電分別送至湖南和浙江，每個(gè)受端逆變站的容量約為4000~?5000MW。

內(nèi)蒙古呼盟地區(qū)是我國(guó)重要的火電基地，為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的火電資源外送，可能采用一個(gè)送端、兩個(gè)受端的方式，將一部分電力送入遼寧負(fù)荷中心消納，輸電容量為3000~4000MW，另一部分電力將送入華北負(fù)荷中心，輸電容量為4000~5000MW。

上述工程一方面需要多落點(diǎn)輸電，另一方面輸電容量巨大。特高壓直流的輸送容量可以滿足其要求，且運(yùn)行方式靈活，可靠性高，因此研究多端特高壓直流輸電方式成為解決該問題的有效途徑。

目前國(guó)際上已有五項(xiàng)多端常規(guī)直流工程投入運(yùn)行，其中總輸送容量最大的是加拿大納爾遜河工程，僅為3800MW。近年來(lái)，多端直流的理論研究熱點(diǎn)主要包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)控制策略、穩(wěn)定性分析、仿真研究以及電壓源型換流器在多端直流系統(tǒng)中的應(yīng)用等方面，而多端特高壓直流系統(tǒng)的研究還處于起步階段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提出一種多端特高壓直流輸電系統(tǒng)的主接線方法，可以實(shí)現(xiàn)最多兩個(gè)送端、兩個(gè)受端的多端直流輸電方式，且每端換流站采用特高壓直流的換流器串聯(lián)接線，滿足大容量輸電的需求。

本發(fā)明的技術(shù)方法是：

在兩端特高壓直流輸電系統(tǒng)主接線的基礎(chǔ)上，采用站間遠(yuǎn)距離直流輸電線路替換原換流站內(nèi)兩個(gè)極之間的部分連接線，從而可將這兩個(gè)極分配到不同落點(diǎn)的兩個(gè)換流站，構(gòu)成多端特高壓直流輸電系統(tǒng)。

特高壓直流的雙極區(qū)和接地極部分既可布置在兩個(gè)不同落點(diǎn)換流站的任一站之中，也可布置在獨(dú)立的開關(guān)站中。當(dāng)雙極區(qū)和接地極與第一極布置在同一個(gè)換流站，則第二極的中性母線和第一極的金屬回線連接線采用站間遠(yuǎn)距離直流輸電線路；當(dāng)雙極區(qū)和接地極布置在獨(dú)立的開關(guān)站，則兩個(gè)極的中性母線和金屬回線連接線都采用站間遠(yuǎn)距離直流輸電線路。

僅對(duì)特高壓直流輸電系統(tǒng)的整流端采用該方法時(shí)，將構(gòu)成兩個(gè)送端、一個(gè)受端的三端特高壓直流輸電系統(tǒng)；僅對(duì)特高壓直流輸電系統(tǒng)的逆變端采用該方法時(shí)，將構(gòu)成一個(gè)送端、兩個(gè)受端的三端特高壓直流輸電系統(tǒng)；對(duì)特高壓直流輸電系統(tǒng)的整流端和逆變端都采用該方法時(shí)，可構(gòu)成兩個(gè)送端、兩個(gè)受端的四端特高壓直流輸電系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）可以實(shí)現(xiàn)最多兩個(gè)送端、兩個(gè)受端的多端直流輸電方式；

（2）每端換流站采用特高壓直流的換流器串聯(lián)接線，輸電容量可滿足要求；

（3）本發(fā)明的多端特高壓直流主接線方法，其總體結(jié)構(gòu)源于兩端特高壓直流系統(tǒng)，因此在系統(tǒng)運(yùn)行方式、協(xié)調(diào)控制和保護(hù)策略、換流器在線投退及其故障處理方法等方面可以大量借鑒或直接采用兩端特高壓直流系統(tǒng)的研究和實(shí)踐成果，且其可靠性是有保障的。

附圖說(shuō)明

圖1為特高壓直流單側(cè)換流站主接線圖。

圖2為雙極區(qū)與某一極同站布置的多端特高壓直流系統(tǒng)單側(cè)主接線圖。

圖3為雙極區(qū)獨(dú)立布置的多端特高壓直流系統(tǒng)單側(cè)主接線圖。

附圖標(biāo)記：C1、C2、C3、C4換流器，R1、R2、R3、R4平波電抗器，Z1、Z2直流濾波器，NB1、NB2、ML1、ML2為站間遠(yuǎn)距離輸電線路，其中NB1為第一極的中性母線，NB2為第二極的中性母線，ML1為第二極的金屬回線連接線，ML2為第一極的金屬回線連接線，“×”表示斷路器，“—”和“|”表示隔離開關(guān)。

具體實(shí)施方式

特高壓直流輸電系統(tǒng)單側(cè)換流站的主接線圖如圖1所示。每側(cè)換流站有兩個(gè)極，每極由兩個(gè)12脈動(dòng)換流器串聯(lián)組成。其中C1和C4是高壓換流器，分別與高壓直流線路相連，C2和C3是低壓換流器，分別與所在極的中性母線相連，兩個(gè)極中性母線之間的區(qū)域?yàn)殡p極區(qū)開關(guān)場(chǎng)和接地極。