[發明專利]一種柔性直流輸電雙極主接線裝置

有效

• 申請號: 201410643863.0
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104362661B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 鄭家松;王贊;常浩;馬為民;潘爾生;石巖;李天友;樂波;尹元;林國新;梅念;陳東;賴清平;馬玉龍;付穎;吳方劼;杜曉磊;程煒;劉思源;祝全樂;李琦;楊媛
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網福建省電力有限公司;國網北京經濟技術研究院;北京網聯直流工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,劉美麗

技術領域

本發明涉及柔性直流輸電領域，特別是關于一種柔性直流輸電雙極主接線裝置。

背景技術

柔性直流輸電是傳統高壓直流輸電技術之外的一種新型直流輸電技術，它區別于傳統高壓直流輸電技術的特點在于其采用全控型(可自導通與關斷)的半導體器件(例如IGBT)進行交直流轉換，而傳統高壓直流輸電技術采用半控型(可自導通而不能自關斷)的半導體器件(如晶閘管)進行交直流轉換，需要依靠交流電力系統向其提供的外部電壓協助關斷晶閘管，確保交直流轉換正常進行。柔性直流輸電技術和傳統直流輸電技術共同點在于均設置有正負極(極I為正極，極II為負極)，一般采用正負極同時對稱運行方式。柔性直流輸電工程設置送端和受端兩個換流站，每個換流站均采用雙極主接線連接方式。

如圖1、圖2所示，現有的柔性直流輸電工程的兩個換流站通常采用的雙極主接線連接方式是兩直線電纜分別將兩換流站的換流器件連接，使兩個換流站之間形成回路，且兩個換流站直接接地，采用此種連接方式理論上極I和極II正常對稱運行時，通過極I的電流i1和通過極II電流i2應該是數值一樣，方向相反，這樣通過極I和極II的電流就可以相互抵消，大地中的不平衡電流i1+i2＝0；但是在實際使用時，由于兩端換流站設備與線路設備的制造、安裝、運行參數差異，兩換流站的極I與極II正常對稱運行時，電流數值絕對值不一樣，大地中不平衡電流i1+i2≠0，不平衡電流i1+i2將流經兩端換流站的接地點以及兩個接地點之間的大地。隨著柔性直流輸電工程的輸送容量越來越大，它的額定電流也相應增加，達到幾千安培，入地的不平衡電流也將會增大，兩端換流站的簡單接地系統不能滿足較大不平衡入地電流的運行要求，并且大電流對兩端換流站之間的工業設施(如金屬管道、電力設施)造成影響。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種布置安全、運行可靠的柔性直流輸電雙極主接線裝置。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種柔性直流輸電雙極主接線裝置，其特征在于：它包括第一換流站、第二換流站、兩AC交流電力系統和一金屬導線，所述第一換流站和第二換流站結構相同；所述第一換流站和第二換流站均由第一變壓器、第一換流器件、第二換流器件和第二變壓器依次串聯連接而成，每一所述第一變壓器和第二變壓器分別并聯連接在一母線的一端，每一所述母線的另一端分別連接相應所述AC交流電力系統；

所述第一換流站內的第一換流器件與所述第二換流站內的第一換流器件通過直線電纜連接，所述第一換流站內的第二換流器件與所述第二換流站內的第二換流器件通過直線電纜連接；所述金屬導線的一端連接在所述第一換流站內的第一換流器件與第二換流器件之間的線路上，所述金屬導線的另一端連接在所述第二換流站內的第一換流器件與第二換流器件之間的線路上，使兩所述AC交流電力系統、所述第一換流站內的第一變壓器、所述第一換流站內的第一換流器件、所述第二換流站內的第一換流器件、所述第二換流站內的第一變壓器以及所述金屬導線形成極I金屬回流線路；相應地，兩所述AC交流電力系統、所述第一換流站內的第二變壓器、所述第一換流站內的第二換流器件、所述第二換流站內的第二換流器件、所述第二換流站內的第二變壓器以及所述金屬導線形成極II金屬回流線路。

所述第一換流站或第一換流站內設置一接地點，所述金屬導線的一端連接所述接地點。

所述第一換流器件和第二換流器件均采用模塊化多電平全控型換流閥。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明由于采用在柔性直流輸電工程中的兩換流站之間設置一金屬導線，形成極I金屬回流線路和極II金屬回流線路，在兩個換流站中的其中一換流站中設置有作為大地零電位點的接地點，使金屬導線的一端連接接地點，且金屬導線的電阻很小，使得金屬導線電壓遠小于極限電壓，因此，可以顯著降低金屬導線絕緣水平，節省投資，同時也減少電流流過時的發熱損耗。2、本發明由于采用在柔性直流輸電工程中的兩回流站之間設置一金屬導線，形成極I金屬回流線路和極II金屬回流線路，因此，當極I金屬回流線路或極II金屬回流線路中的其中一金屬回流線路出現故障時，另一金屬回流線路還能夠保證50％的額定功率輸送能力，運行可靠。綜上所述，本發明可以廣泛應用于柔性直流輸電領域。

附圖說明

圖1是現有技術中的柔性直流輸電雙極主接線裝置示意圖；

圖2是現有技術中的柔性直流輸電雙極主接線電流路徑示意圖；

圖3是本發明的柔性直流輸電雙極主接線裝置示意圖；