[發明專利]高壓柔性直流輸電系統及其主回路設備確定方法

有效

• 申請號: 201711065852.9
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107846036B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 周月賓;饒宏;許樹楷;朱喆
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 44224 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 周清華

本發明提出一種高壓柔性直流輸電系統，包括送端換流站、雙極接線以及受端換流站；送端換流站和受端換流站均包括換流閥組和聯接變壓器；送端換流站的換流閥組通過雙極接線的直流線路與受端換流站的換流閥組連接；送端換流站的換流閥組、受端換流站的換流閥組均包括柔性直流換流器，包括六個橋臂，各橋臂均包括：橋臂電抗器以及換流閥串，各個橋臂中的橋臂電抗器以及換流閥串串聯；其中，上橋臂的橋臂電抗器與相對應的下橋臂的橋臂電抗器串聯在一起，并與相應的聯接變壓器連接，各個換流閥串包括若干個全橋功率模塊，若干個全橋功率模塊級聯而成，或者，各個換流閥串包括半橋功率模塊以及全橋功率模塊，半橋功率模塊以及全橋功率模塊級聯而成。

技術領域

本發明涉及柔性直流輸電領域，特別是涉及一種高壓柔性直流輸電工程的主回路設備確定方法。

背景技術

柔性直流輸電采用全控型功率器件(如Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，不依賴交流電網換相，當逆變站接入交流系統發生短路故障時，不會發生換相失敗。在逆變站側交流系統故障期間，柔性直流輸電系統可持續向交流系統提供有功支援，同時還可以向故障交流系統提供無功功率支撐，有利于交流系統保持穩定。因此，將柔性直流輸電技術應用于遠距離、大容量、架空線輸電，提升多直流饋入受端電網安全穩定水平，是電網技術的重大發展方向。

當直流線路沿線地質環境復雜，為了降低施工難度和工程造價，遠距離、大容量柔性直流輸電一般采用直流架空線作為輸電媒介。但是在高壓柔性直流輸電系統中，直流線路容易出現故障而導致系統停運。

發明內容

基于此，有必要針對高壓柔性直流輸電系統中，直流線路容易出現故障而導致系統停運的問題，提出一種高壓柔性直流輸電系統及其主回路設備確定方法。

一種高壓柔性直流輸電系統，包括：送端換流站、雙極接線以及受端換流站；所述送端換流站和受端換流站均包括換流閥組和聯接變壓器；所述送端換流站的換流閥組通過雙極接線的直流線路與所述受端換流站的換流閥組連接；

所述送端換流站的換流閥組、所述受端換流站的換流閥組均包括柔性直流換流器，柔性直流換流器包括六個橋臂，各橋臂均包括：橋臂電抗器以及換流閥串，各個橋臂中的橋臂電抗器以及換流閥串串聯；其中，上橋臂的橋臂電抗器與相對應的下橋臂的橋臂電抗器串聯在一起，并與相應的聯接變壓器連接，各個所述換流閥串包括若干個全橋功率模塊，若干個所述全橋功率模塊級聯而成，或者，各個所述換流閥串包括半橋功率模塊以及全橋功率模塊，所述半橋功率模塊以及全橋功率模塊級聯而成；

所述送端換流站的各個上橋臂的換流閥串與所述雙極接線的直流線路的第一端連接，所述受端換流站的各個上橋臂的換流閥串與所述雙極接線的直流線路的第二端連接。

上述高壓柔性直流輸電系統，柔性直流換流閥的拓撲結構使用了混合型級聯多電平換流器或者全橋型級聯多電平換流器，使得換流器在運行中的調制比可以大于1，處于過調制工作狀態，過調制狀態下的換流器可以有效控制柔性直流換流閥的額定運行電流，提高換流閥的安全裕度，同時也可以有效控制換流器的損耗水平，提高了高壓柔性直流輸電系統的可靠性。

一種基于上述高壓柔性直流輸電系統的主回路設備確定方法，包括：

計算送端換流站的聯接變壓器的視在容量以及受端換流站的聯接變壓器的視在容量；

計算送端換流站的聯接變壓器分接開關級數以及受端換流站的聯接變壓器分接開關級數；

確定送端換流站的聯接變壓器閥側理想空載運行電壓、送端換流站的換流閥組的橋臂電抗器的電感值以及受端換流站的聯接變壓器閥側理想空載運行電壓、受端換流站的換流閥組的橋臂電抗器的電感值；

計算送端換流站的換流閥組的每個橋臂需要的最小功率模塊數量，以及計算受端換流站的換流閥組的每個橋臂需要的最小功率模塊數量；