[發明專利]一種新型低碳特高壓換流站能量利用系統

在審

• 申請號: 202110928099.1
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113669122A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 陳偉;渠學景
• 申請（專利權）人: 普世通（北京）電氣有限公司
• 主分類號: F01K25/08
• 分類號: F01K25/08;F01K13/02;F01K13/00;F01K7/00;F01C13/00;F01C1/107
• 代理公司: 北京華創智道知識產權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 彭隨麗

本發明涉及一種新型低碳特高壓換流站能量利用系統，其中包括：換流單元、熱泵循環單元和有機朗肯循環單元；所述換流單元的出口端與所述熱泵循環單元的入口端連接，所述熱泵循環單元的出口端與所述換流單元的入口端連接，所述有機朗肯循環單元一端與所述熱泵循環單元一端連接；所述換流單元產生的熱量通過所述熱泵循環單元傳遞到所述有機朗肯循環單元，所述有機朗肯循環單元將所述熱量轉化為電量用于所述系統動力部件的運行。本發明極大的減少了能源的浪費，實現能量的回收和利用，有效提高了特高壓換流站的經濟效益，減少了土地資源和水資源的浪費，實現特高壓換流站低碳運行。

技術領域

本發明涉及特高壓交直流輸電領域，尤其涉及一種新型低碳特高壓換流站能量利用系統。

背景技術

特高壓交直流輸電在我國有著廣泛的技術需求，是實現遠距離電能輸送、大規模可再生能源并網、復雜電網控制水平提升的重要手段。隨著特高壓等先進技術的全面推廣應用，電網不僅是傳統意義下的電能輸送的載體，還是實現我國節能減碳目標和促進東西部地區全面協調可持續發展的重要手段，亦是我國能源體系的重要組成部分。

特高壓交直流換流閥是特高壓交直流輸電工程的核心設備，是實現交直流電轉換的核心功能單元，換流閥元器件在運行過程中會產生很高的熱量，需要通過冷卻系統將熱量散失出去，以保證換流站的安全可靠運行。然而目前的冷卻方式是將換流閥冷卻水熱量直接排放到環境空氣中，造成能源的極大浪費，同時還需要單獨配置冷卻器，間接消耗了土地資源、水資源并造成了環境污染。

發明內容

針對上述現有技術中所存在的問題，本發明提出一種新型低碳特高壓換流站能量利用系統，包括：

換流單元1、用于熱交換的熱泵循環單元2和用于能量轉換的有機朗肯循環單元3；

所述換流單元1的出口端與所述熱泵循環單元2的入口端連接，所述熱泵循環單元2的出口端與所述換流單元1的入口端連接，所述有機朗肯循環單元3一端與所述熱泵循環單元2一端連接。

優選的，所述一種新型低碳特高壓換流站能量利用系統還包括：主循環泵4、去離子裝置5、氮氣穩壓裝置6、電動比例閥7、儲能裝置8、發電裝置9、廢水閃蒸回收裝置10、換流變壓器風機11、逆變器裝置12。

優選的，所述換流單元1的核心為特高壓換流閥101，所述特高壓換流閥101的關鍵發熱部件包括晶閘管1011、散熱器1012、阻尼電阻1013及飽和電抗器1014，所述晶閘管1011設置在散熱器1012上，所述散熱器1012 與所述阻尼電阻1013與所述飽和電抗器1014并聯連接，所述主循環泵4連接在換流單元1的出口端與熱泵循環單元2的入口端之間。

優選的，所述熱泵循環單元2包括蒸發器201、壓縮機202、熱泵冷凝器203及節流閥204，所述蒸發器201與所述壓縮機202相連，所述壓縮機 202與所述熱泵冷凝器203相連，所述熱泵冷凝器203與所述節流閥204相連，所述節流閥204與所述蒸發器201相連形成閉環連接。

優選的，所述主循環泵4與換流單元1之間安裝電動比例閥7，所述電動比例閥7一端與主循環泵4的入口端連接，另外一端與所述環流單元1的入口端連接，所述電動比例閥7帶有調節閥門。

優選的，所述用于調整冷卻介質流量的去離子裝置5安裝在熱泵循環單元2出口端與換流單元1的入口端之間，所述去離子裝置5與氮氣穩壓裝置 6相連，所述用于回收利用去離子裝置5排出的廢水的廢水閃蒸回收裝置10 與去離子裝置5連接。

優選的，所述氮氣穩壓裝置6安裝在去離子裝置5與換流單元1入口端之間，所述氮氣穩壓裝置6包括氮氣瓶和減壓閥門。