[發明專利]雙極柔性直流電網中性線轉換開關運行方式轉換方法

有效

• 申請號: 201811329203.X
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109193747B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 薛英林;梅念;李高望;趙崢;李探;魏爭;厲璇;樂波;陳釗;苑賓;許冬;劉思源;徐瑩;李達;田園園;尹航;程煒;常赟暉
• 申請（專利權）人: 國網經濟技術研究院有限公司
• 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;孫楠

本發明涉及一種雙極柔性直流電網中性線轉換開關配置系統及轉換方法，其包括正極中性線電路，快速中性線接地開關正極中性線電路中設置有中性母線開關，快速中性線接地開關負極中性線電路中設置有中性母線開關，快速中性線接地開關中性線開關用于通過將負荷電流或故障電流轉移至金屬回線從而實現單極計劃檢修或故障切除的同時確保非故障極的正常運行；兩快速中性線接地開關金屬回線電路中分別設置有金屬回線開關和金屬回線開關，快速中性線接地開關金屬回線開關用于金屬回線的切除和投入；位于快速中性線接地開關接地支路中接地電阻旁邊設置有快速中性線接地開關快速中性線接地開關，快速中性線接地開關快速中性線接地開關用于接地站在線更換。

技術領域

本發明涉及一種柔性直流輸電技術領域，特別是關于一種雙極柔性直流電網中性線轉換開關配置系統及運行方式轉換方法。

背景技術

大容量柔性直流電網可發揮柔性直流輸電的技術優勢，是實現大規模風電、光伏、抽蓄等多種能源的接入和輸送，多電源供電及多落點受電廣域協調互補的有效解決方案，有利于可再生能源、抽蓄等儲能與負荷間的靈活能量交互，有利于大規模光伏、風能的晝夜互補，有利于解決大規?？稍偕茉吹南到y調峰問題，有利于減小間歇性能源對受端交流電網的擾動沖擊，有利于改善清潔能源接入的友好性，提升可再生能源的利用效率。

根據換流器組合方式和系統接地方式，目前柔性直流輸電系統電氣主接線基本型式可分為兩種：1)每站由一個換流單元構成對稱單極結構型式，采用交流側接地方式(例如換流變壓器中性點接地或星型電抗器接地)，上海南匯、浙江舟山和渝鄂工程屬于這種類型；2)每個站換流器構成雙極結構型式，采用直流側接地方式，廈門工程屬于這種類型。雙極接線方案采用2個基本換流單元分別組成正極和負極，其基本型式類似傳統直流工程主接線方式，兩極可以獨立運行，中間采用金屬回線形成返回電流通路。這種接線方案的特點是可靠性較高，當一極故障時，另外一極可以繼續運行，不會導致功率中斷。由于輸送容量大，如果采用對稱單極接線方案，單臺聯接變壓器輸送容量非常大，變壓器制造、運輸均存在很大困難，工程實施條件差；雙極接線方案下變壓器數量增加，但單臺變壓器容量降低，制造和運輸容易實現。

采用雙極帶金屬回線接線方式的柔性直流電網運行方式十分靈活且復雜多樣，基本運行方式之間的切換需要借助合理的開關配置方案，特別是中性線區域內的轉換開關配置方案，這是換流站電氣主接線設計中需要解決的一個關鍵問題。中性線區域內轉換開關的確定與電力系統整體及換流站本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，且應滿足可靠性、靈活性和經濟性三項基本要求：(1)可靠性。設計方案應該保證柔性直流電網系統有較高的可靠性。(2)靈活性。設計方案應滿足正常運行時和檢修及擴建時的靈活性要求。(3)經濟性。設計方案應力求簡單，以節省一次設備。同時，方案占地面積小。

在確定好中性線區域開關的具體配置方案后，需要解決的另外一個關鍵問題是如何利用所配置的開關完成基本運行方式的轉換，比如正常雙極運行與單極運行之間轉換、接地站在線更換、單換流單元退出/投入、金屬回線的切入等。然而現有的技術手段未涉及雙極帶金屬回線柔性直流電網中性線區域的開關方案及運行方式轉換方法。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種雙極柔性直流電網中性線轉換開關配置系統及轉換方法，其能夠滿足靈活的運行方式轉換和檢修需求，同時可以滿足柔性直流電網的可靠性。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種雙極柔性直流電網中性線轉換開關配置系統，其包括正極中性線電路、負極中性線電路、兩金屬回線電路和接地支路；所述正極中性線電路中設置有第一中性母線開關，所述負極中性線電路中設置有第二中性母線開關，所述中性線開關用于通過將負荷電流或故障電流轉移至金屬回線從而實現單極計劃檢修或故障切除的同時確保非故障極的正常運行；兩所述金屬回線電路中分別設置有第一金屬回線開關和第二金屬回線開關，所述金屬回線開關用于金屬回線的切除和投入；位于所述接地支路中接地電阻旁邊設置有所述快速中性線接地開關，所述快速中性線接地開關用于接地站在線更換。