[實用新型]串聯多端高壓直流輸電系統及其換流站

有效

• 申請號: 201320267045.6
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN203278258U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 楊曉波;賈一凡;何塞·努內斯
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林

技術領域

本實用新型涉及直流輸電技術，更具體地說，涉及串聯多端高壓直流輸電系統及其換流站。

背景技術

與并聯多端高壓直流系統相比，串聯多端高壓直流系統更適用于高壓直流沿線的抽能應用。然而串聯多端高壓直流系統更容易實現潮流反轉操作；對于相鄰換流站距離較短的情況，串聯多端高壓直流系統總成本更低。一般說來，串聯多端高壓直流系統的換流站具有不同的運行電壓。圖1示出現有的串聯多端高壓直流系統。如圖1所示，整流換流站R2和逆變換流站I2比整流換流站R1和逆變換流站I1具有更高的運行電壓和絕緣水平。上述特點為串聯多端高壓直流系統的設計帶來如下挑戰：換流站的絕緣配合問題。

現有的串聯多端高壓直流系統主回路解決方案提出的基于兩端高壓直流系統的配置方案，其中低電壓換流站配置與傳統兩端換流站配置并無實質不同；高電壓換流站的配置方案包括了換流閥兩側放置的平波電抗器，并聯連接在低電壓直流電路與中性線之間的中性線母線開關，用于直流平波電抗器和直流濾波器旁路的隔離開關等。該方案中高電壓換流站的配置方案操作復雜，成本較高。

實用新型內容

針對上述技術問題，本實用新型提供一種串聯多端高壓直流輸電系統，包括：至少一個換流站；所述換流站包括：電容器；可連接至交流電網的換流變壓器；連接至所述換流變壓器的換流閥；和接地網；其中：在所述換流站的直流端和所述換流站的接地網之間連接所述電容器。

根據本實用新型的另一個方面，提供一種用于串聯多端高壓直流輸電系統的換流站，包括：可連接至交流電網的換流變壓器；連接至所述換流變壓器的換流閥；電容器；和接地網；其中：在所述換流站的直流端和所述換流站的接地網之間連接所述電容器。

由于采用電容器，其在功能上替代了傳統換流站內與換流閥串聯的平波電抗器防止雷擊的作用，這減少了換流站的平波電抗器的數量并且降低了換流站的復雜程度和成本。

附圖說明

圖1示出現有的串聯多端高壓直流系統；

圖2示出根據本實用新型的一個實施例的串聯多端高壓直流輸電系統的高壓換流站；

圖3示出采用根據圖2所示的換流站的單極串聯多端高壓直流輸電系統；和

圖4示出采用根據圖2所示的換流站的雙極串聯多端高壓直流輸電系統。

具體實施方式

圖2示出根據本實用新型的一個實施例的串聯多端高壓直流輸電系統的高壓換流站。如圖2所示，換流站2包括：換流變壓器20、連接至換流變壓器20的換流閥21、電容器22和接地網23，其中在換流站2的直流端24和換流站2的接地網23之間連接電容器22。電網可以向換流變壓器20的饋送交流電能并且換流變壓器20改變該交流電能的電壓，比如升壓，并且實現輸電系統中交流與直流之間的電氣隔離。經換流變壓器20變換后的電能輸入至換流閥21，其實現交流至直流的變換；依據不同的工況，換流閥20也可將直流線路所傳輸的電能經換流變壓器20變換后輸出至交流電網，實現直流之交流的變換。電容器20通過接地網23可與接地極連接，其可以抑制換流站2的直流端24處的諧波電壓或過電壓幅值，從而起到防止諧波電壓或過電壓對換流閥21的危害；例如，雷擊所產生的過電壓。

由于采用電容器，其在功能上替代了傳統換流站內與換流閥串聯的平波電抗器防止雷擊的作用，這減少了換流站的平波電抗器的數量并且降低了換流站的復雜程度和成本。

最好，換流站2還包括平波電抗器25，其連接在換流站2的換流閥21和換流站2的直流端24中的直流低壓端241之間。平波電抗器用于平滑直流電流中的諧波，避免直流電流的斷續。平波電抗器還能夠抑制由直流線路或直流設備產生的過電流的上升速率。當然，平波電抗器25也可以連接在換流站2的換流閥21和換流站2的直流端24中的直流高壓端240之間。

最好，為了同時滿足對于過電壓/電壓諧波的抑制和對于電流諧波的抑制，在換流站2的換流閥21和換流站2的直流高壓端240之間連接平波電抗器25，并且在換流站2的直流低壓端241和換流站2的接地網23之間連接電容22。當然，也可以換流站2的直流高壓端240和換流站2的接地網23之間連接電容22。

最好，為了進一步抑制雷擊導致的過電壓，在換流站2的直流端24和換流站2的接地網23之間連接避雷器26。