[發明專利]柔性直流輸電系統及其提供方法

有效

• 申請號: 201910967389.X
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110635501B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 馬茨·安德森;蔣雯
• 申請（專利權）人: 日立能源瑞士股份公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02H9/04
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 姜浩然;吳麗麗

本公開涉及一種柔性直流輸電系統和提供柔性直流輸電系統的方法。柔性直流輸電系統包括：電壓源換流器，耦合至第一直流母線端子；以及避雷器裝置，避雷器裝置的第一端耦合至第一直流母線端子，以及避雷器裝置的、與第一端不同的第二端耦合至與第一直流母線端子不同的第二直流母線端子和/或耦合至與電壓源換流器耦合的變壓器的閥側的星形線圈的中性節點。通過使用根據本公開的實施例的方案，可以在交流故障時有效地保護電壓源換流器。

技術領域

本公開涉及電氣領域，更具體而言涉及柔性直流輸電系統中的電壓源換流器的保護。

背景技術

電壓源換流器(VSC)高壓直流輸電(HVDC)傳輸網絡正在廣泛建設。該傳輸網絡通常將來自發送端的電力以直流高壓或超高壓的方式傳送至接收端。發送端通常將來自交流系統的交流電轉換為直流電以用于直流傳輸。接收端將所接收到的直流電再轉換為交流電以供后續使用。

在長距離(諸如800km)高壓和超高壓直流電傳輸中，使用大的直流電流傳輸通過長距離的傳輸線。在此情形下，大量的能量被存儲在直流傳輸線上。然而，當VSC發生站內交流故障時，被存儲在直流傳輸線上的能量會導致能量被快速灌入VSC中的電容器，并且在VSC的上橋臂產生過電壓。這類過電壓可能會損壞VSC器件。

在一些常規方案中，使用避雷器來限制直流傳輸線的極電壓，但是這無法降低VSC的上橋臂的過電壓。在另一些常規方案中，使用直流側的能量吸收裝置來降低VSC的上橋臂的過電壓，但這會增加成本和系統的復雜性。

發明內容

根據本公開的實施例，提供了柔性直流輸電系統及其提供方法。

在本公開的第一方面中，提供一種柔性直流輸電系統，包括：電壓源換流器，耦合至第一直流母線端子；以及避雷器裝置，避雷器裝置的第一端耦合至第一直流母線端子，以及避雷器裝置的、與第一端不同的第二端耦合至與第一直流母線端子不同的第二直流母線端子和/或耦合至與電壓源換流器耦合的變壓器的閥側的星形線圈的中性節點。

在本公開的第二方面中，提供一種用于提供柔性直流輸電系統的方法，包括：提供電壓源換流器，電壓源換流器耦合至第一直流母線端子；以及提供避雷器裝置，避雷器裝置的第一端耦合至第一直流母線端子，并且避雷器裝置的、與第一端不同的第二端耦合至與第一直流母線端子不同的第二直流母線端子和/或耦合至與電壓源換流器耦合的變壓器的閥側的星形線圈的中性節點。

通過使用根據本公開的實施例，可以在換流器站內交流故障及交流系統故障時有效地保護電壓源換流器。

應當理解，發明內容部分中所描述的內容并非旨在限定本公開的實施例的關鍵或重要特征，亦非用于限制本公開的范圍。本公開的其它特征將通過以下的描述變得容易理解。

附圖說明

結合附圖并參考以下詳細說明，本公開各實施例的上述和其他特征、優點及方面將變得更加明顯。在附圖中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的元素，其中：

圖1示出了常規的對稱單極VSC-HVDC系統的一個示例；

圖2示出了根據本公開的一個實施例的對稱單極VSC-HVDC系統的一個示例；

圖3示出了圖2的對稱單極VSC-HVDC系統的局部細節示意圖；

圖4示出了根據本公開的一個實施例的非對稱單極VSC-HVDC系統的一個示例；

圖5示出了根據本公開的一個實施例的對稱雙極VSC-HVDC系統的一個示例；

圖6示出了根據本公開的一個實施例的VSC-HVDC系統的一個示例；

圖7示出了根據本公開的一個實施例的VSC-HVDC系統的另一示例；

圖8示出了根據本公開的一個實施例的VSC-HVDC系統的又一示例；以及