[發明專利]特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法

在審

• 申請號: 201810017659.6
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108631283A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 涂莉;陽岳希;楊杰;錢康;楊勇;韓旭杉;馬彥宏;辛業春;宋禎子
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;東北電力大學;國家電網公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發明涉及一種特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法，屬于特高壓柔性直流輸電領域。包括以下步驟：Yny接線的變壓器增加平衡繞組；平衡繞組容量和電壓等級計算；中性點接地電阻參數設計。本發明聯接變壓器采用Ynyrd的中性點高阻接地方式，該方式通過增加一個三角形連接的第三繞組作為平衡繞組來解決早期的電力系統使用Yny接線變壓器中的三次諧波損耗比較大的缺點。優點在于：占地面積小，可省去一個接地變壓器，經濟性更高，并且降低了制造難度。

技術領域

本發明涉及特高壓柔性直流輸電領域，特別涉及一種特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法。

背景技術

特高壓直流輸電技術是指500kv以及750kv交流和±500kv直流之上采用更高一級電壓等級的輸電技術，包括交流特高壓輸電技術和直流特高壓輸電技術兩部分。國外研究特高壓輸電技術至今已有將近四十年的歷史。不管是特高壓直流輸電還是特高壓交流輸電都是為了更好地提高輸電能力，實現大功率的中、遠距離輸電，以及實現遠距離的電力系統互聯，建成聯合電力系統。

我國地域遼闊，能源儲備和電力負荷分布極不均衡。在電網建設中，能源分布和電力傳輸始終是一個需要綜合考慮的問題。隨著經濟的發展，建立長距離、大容量、低損耗的輸電系統已成為我國電網發展的必然。特高壓交、直流輸電網除了能實現電能大規模和遠距離輸送的需求外，還可以大幅度提高電網自身的安全性、可靠性、靈活性和經濟性，具有顯著的社會、經濟效益。然而電網的運行電壓等級越高，相應的技術要求也就越高。

特高壓直流和交流輸電各有優點，輸電線路的建設主要考慮的是經濟性，而互聯線路則要將系統的穩定性放在第一位。比較而言，直流特高壓定位于部分大水電基地和大煤電基地的遠距離大容量外送；而特高壓交流輸電則定位于更高一級電壓等級的網架建設和跨大區送電上。因此，根據中國的實際能源分布情況，特高壓直流輸電有著廣闊的應用前景。特高壓直流輸電具有送電容量大、送電距離遠等優點，在中國今后的能源流動中具有不可替代的地位。

目前，基于模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter)的高壓直流輸電技術得到了越來越多的關注和研究。與VSC-HVDC相比，基于MMC的HVDC(MMC-HVDC)系統在減少開關損耗、容量升級、電磁兼容、故障管理等方面具有明顯的優勢。

特高壓柔性直流輸電系統中，網側的電壓等級一般維持在110kV以上，所以一般都采用中性點直接接地的方式，其內部過電壓很低，可采用較低的絕緣水平，從而使電網的造價降低。同時，在中性點直接接地系統中，接地電流較大，故障定位容易。

由于交流系統為直接接地系統，因此聯接變壓器的網側必須采用Yn接線方式，而為了防止故障時直流系統的零序電流通過聯接變壓器進入交流側，要求聯接變壓器閥側為△接線。此時，需要單獨設計柔性直流輸電系統的接地。目前有加裝接地變壓器、線性電抗器或者飽和電抗器等幾種方法。

采用接地變壓器接地，且變壓器中性點為高阻時，由于聯接變壓器可隔離零序，故障時的零序分量不會在變壓器兩側之間傳遞。同時，由于高阻的作用，當發生直流單極接地故障時，中性點故障電流較小。

綜上所述，現有的變壓器接線方式和接地方式在無法有效一致故障電流。

發明內容

本發明的目的在于提供一種特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法，解決了現有技術存在的上述問題。本發明聯接變壓器采用Ynyrd的中性點高阻接地方式，該方式通過增加一個三角形連接的第三繞組作為平衡繞組來解決早期的電力系統使用Yny接線變壓器中的三次諧波損耗比較大的缺點。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

特高壓模塊化多電平柔性直流輸電中點接地方法，包括如下步驟：

步驟(1)、Yny接線的變壓器增加平衡繞組；

步驟(2)、平衡繞組容量和電壓等級計算；