[發明專利]一種半波長交流輸電線路的潛供電流主動抑制系統

在審

• 申請號: 201710182013.9
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106998063A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 戴朝波;趙志偉;鄧占鋒;孫誼媊;于永軍
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院;國家電網公司;國網新疆電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08;H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種半波長交流輸電線路的潛供電流主動抑制系統。

背景技術

光伏和風電等技術的發展促進了資源條件即使不是最好地區的集約式大規模開發，從而使得超遠距離、大功率電能的輸送及其實施具有廣泛的意義和實用價值。

半波長交流輸電(Half Wavelength AC Transmission，HWACT)是指輸電的電氣距離接近1個工頻半波長，即3000km(50Hz)或2600km(60Hz)的超遠距離的三相交流輸電。無損情況下的半波長交流線路就像一臺變比為-1.0的理想變壓器，首端電壓和末端電壓大小相同、相位相反。隨著超遠距離、大功率傳輸需求的不斷增加，半波長交流輸電技術尤其是特高壓半波長交流輸電再次受到眾多關注和研究。半波長交流輸電技術的優點之一是半波長交流輸電線路的功率因數相對較高，且在輸電距離等于或稍大于半波長的情況下，其結構比現有的超遠距離交、直流輸電系統都更為簡單；再者，對于發展中國家而言，交流輸電設備的制造比換流裝置的引進、運行和維護更為簡單、經濟。

中國的西部能源基地(如新疆煤電)與東部負荷中心(如珠三角)之間距離有些可達3000km，且輸電容量巨大。未來還可能開發與中國毗鄰的俄羅斯、蒙古等國的電力能源，并向中國、朝鮮等國輸送，輸電距離也在3000km以上。這種特殊需要的超遠距離送電，使得特高壓半波長交流輸電技術有望成為中國未來可能的輸電方式之一。目前，巴西、加拿大等幅員遼闊的國家也在推進半波長交流輸電技術的研究，以應對日漸迫切的超遠距離、大容量輸電需求。因此，半波長交流輸電的應用前景非常廣闊。

在超高壓系統中，為了提高供電的可靠性，多采用快速單相自動重合閘。但是，當系統的一相因單相接地故障而被切除后，由于相間互感和相間電容的耦合作用，被切除的故障相在故障點仍流過一定數值的接地電流，即潛供電流。潛供電流會增加故障點電弧熄滅的難度，導致自動重合閘失敗。由于半波長交流輸電系統線路非常長，潛供電流非常大，電弧的熄滅難度非常高，需要采用一定的措施對潛供電流進行抑制。目前現有的半波長交流輸電潛供電流抑制措施主要是采用無源元件的被動抑制措施，原理上可行方案為沿線加裝高速接地開關，但是這種抑制措施還存在下述缺陷：

(1)半波長交流輸電系統線路較長，為了將潛供電流抑制到自熄的水平需要在沿線加裝大量的高速接地開關，高速接地開關的供電、檢修和維護工作難度大；

(2)半波長輸電系統沿線加裝高速接地開關，容易造成保護裝置拒動或誤動的現象，對繼電保護的要求比較高；

(3)被動抑制措施無法根據半波長輸電系統發生的故障類型及故障位置靈活地對潛供電流進行合理抑制，無法適應輸電系統復雜多變的運行工況。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種半波長交流輸電線路的潛供電流主動抑制系統，其技術方案是：

所述系統包括并聯換流器，其一端與外接電源連接，另一端與半波長交流輸電線路并聯；所述并聯換流器，用于向所述半波長交流輸電線路輸出預設電流，以抑制潛供電流。

進一步地，本發明提供的一個優選技術方案為：所述系統還包括變壓器；所述并聯換流器通過變壓器與半波長交流輸電線路并聯；

其中，所述變壓器的電網側繞組為星型連接的繞組，且所述電網側繞組的中性點接地；所述變壓器的并聯換流器側繞組為角型連接的繞組。

進一步地，本發明提供的一個優選技術方案為：所述并聯換流器安裝在所述半波長交流輸電線路的線路首端、線路中部或線路末端。

進一步地，本發明提供的一個優選技術方案為：所述并聯換流器為兩電平換流器、多電平換流器或模塊化多電平換流器；其中，所述多電平換流器包括二極管鉗位型多電平換流器、飛跨電容型多電平換流器和級聯多電平換流器。

進一步地，本發明提供的一個優選技術方案為：所述并聯換流器為交-直-交型換流器或直-交型換流器。

進一步地，本發明提供的一個優選技術方案為：所述系統還包括控制模塊，用于控制所述并聯換流器向半波長交流輸電線路輸出預設電流。

進一步地，本發明提供的一個優選技術方案為：所述控制模塊包括故障檢測單元和第一換流器驅動單元；

所述故障檢測單元，用于檢測所述半波長交流輸電線路的故障信息；