雙極柔性直流輸電系統及其換流站技術方案

本發明專利技術提供一種雙極柔性直流輸電系統及其換流站，涉及電力技術領域，可抑制雙極柔性直流輸電系統直流側發生故障時產生的短路電流。用于雙極柔性直流輸電系統的換流站包括正極性換流部分和負極性換流部分；所述正極性換流部分包括第一換流器和第一限流模塊；所述負極性換流部分包括第二換流器和第二限流模塊；所述第一限流模塊包括第一電抗器；所述第一電抗器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端與中性母線連接；所述第一限流模塊包括第一電抗器；所述第一電抗器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端與所述中性母線連接。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力
，尤其涉及一種雙極柔性直流輸電系統及其換流站。
技術介紹
柔性直流輸電技術是一種新型直流輸電技術，合理的控制保護策略決定了柔性直流輸電系統安全穩定運行。它的靈活應用性能使其在城市電網互聯、清潔能源并網以及孤島供電等領域有著廣闊的應用前景。為了實現大容量功率輸送的要求，需要增加子模塊數量以提高其電壓等級，但過多子模塊級聯，使閥控設備控制難度增加，因此采用雙極結構形式，在減少單個換流單元子模塊級聯數目的同時，達到同樣的傳輸功率成為一種可行選擇。直流側短路故障是目前雙極柔性直流輸電技術所面對的主要問題之一。當雙極柔性直流輸電系統直流側發生故障時，由于其特殊的拓撲結構，將產生非常大的短路電流。該短路電流流過換流器，使得換流器的電流應力增大，甚至造成換流器的損壞，同時也嚴重威脅了故障線路中相關設備的安全。
技術實現思路
本專利技術的實施例提供一種雙極柔性直流輸電系統及其換流站，可抑制雙極柔性直流輸電系統直流側發生故障時產生的短路電流。為達到上述目的，本專利技術的實施例采用如下技術方案：一方面，提供一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站，包括正極性換流部分和負極性換流部分；所述正極性換流部分包括第一換流器和第一限流模塊；所述負極性換流部分包括第二換流器和第二限流模塊；所述第一限流模塊包括第一電抗器；所述第一電抗器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端與中性母線連接；所述第一限流模塊包括第一電抗器；所述第一電抗器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端與所述中性母線連接。優選的，所述第一限流模塊還包括第一避雷器；所述第一避雷器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端接地。基于上述優選的，所述第二限流模塊還包括第二避雷器；所述第二避雷器的一端與所述第二換流器的低壓端連接，另一端接地。優選的，所述第一電抗器包括至少一個第一子電抗器；其中，當所述第一電抗器包括多個第一子電抗器時，多個第一子電抗器串聯和/或并聯連接；和/或，所述第二電抗器包括至少一個第二子電抗器；其中，當所述第二電抗器包括多個第二子電抗器時，多個第二子電抗器串聯和/或并聯連接。優選的，所述第一換流器和所述第二換流器均包括多個閥組件；每個閥組件均包括絕緣柵雙極型晶體管換流閥。另一方面，提供一種雙極柔性直流輸電系統，包括送電端換流站和受電端換流站；所述送電端換流站和/或所述受電端換流站為上述換流站。進一步優選的，所述送電端換流站和所述受電端換流站均為所述換流站；所述送電端換流站為交流轉直流換流站；所述受電端換流站為直流轉交流換流站。進一步優選的，第一換流器和第二換流器的交流端與換流變壓器連接；所述送電端換流站中正極性換流部分的第一換流器高壓端與所述受電端換流站中正極性換流部分的所述第一換流器高壓端、所述送電端換流站中負極性換流部分的第二換流器高壓端與所述受電端換流站中負極性換流部分的所述第二換流器高壓端通過雙極性高壓直流輸電線連接。本專利技術提供一種雙極柔性直流輸電系統及其換流站，通過在正極性換流部分中設置包括第一電抗器的第一限流模塊，在負極性換流部分中設置包括第二電抗器的第二限流模塊，當正極性換流部分或負極性換流部分的直流側發生短路故障時，發生故障的換流部分的電抗器的電流會突然增大，而根據電抗器的特性，其會產生反向電流來限制電流的突然增大，因而可抑制正極性換流部分或負極性換流部分直流側的短路電流，保證了換流站中的換流器以及故障線路上的相關設備的安全性。在此基礎上，由于第一限流模塊和第二限流模塊獨立設置，可以在所述換流站的故障只發生在正極性換流部分或負極性換流部分其中一極時，可保證另一極不發生明顯變化，即，對正常工作極的影響較小。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站的拓撲示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站第一限流模塊的拓撲示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站中第二限流模塊的拓撲示意圖；圖4為本專利技術實施例提供的一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站中第一和第二限流模塊的拓撲示意圖一；圖5為本專利技術實施例提供的一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站中第一和第二限流模塊的拓撲示意圖二；圖6為本專利技術實施例提供的一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站中第一和第二限流模塊的裝置拓撲示意圖三；圖7為本專利技術實施例提供的一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站中第一和第二限流模塊的拓撲示意圖四；圖8為本專利技術實施例提供的一種雙極柔性直流輸電系統的拓撲示意圖。附圖說明：01-送電端換流站；02-受電端換流站；100-正極性換流部分；110-第一換流器；111-第一換流器低壓端；112-第一換流器高壓端；120-第一限流模塊；121-第一電抗器；122-第一避雷器；123-第一子電抗器；200-負極性換流部分；210-第二換流器；211-第二換流器低壓端；212-第二換流器高壓端；220-第二限流模塊；221-第二電抗器；222-第二避雷器；223-第二子電抗器；300-中性母線；400-換相電抗器；500-換流變壓器。具體實施方式本專利技術實施例提供一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站，如圖1所示，包括正極性換流部分100和負極性換流部分200；正極性換流部分100包括第一換流器110和第一限流模塊120；負極性換流部分200包括第二換流器210和第二限流模塊220。第一限流模塊120包括第一電抗器121；第一電抗器121的一端與第一換流器低壓端111連接，另一端與中性母線300連接；第二限流模塊220包括第二電抗器221；第二電抗器221的一端與第二換流器低壓端211連接，另一端與中性母線300連接。其中，第一限流模塊120用于當正極性換流部分100出現故障，即，正極性換流部分100發生直流側短路時，降低短路電流；第二限流模塊220用于當負極性換流部分200出現故障，即，負極性換流部分200發生直流側短路時，降低短路電流。需要說明的是，第一，第一換流器110和第二換流器210可用于將交流電轉換為直流電，也可用于將直流電轉換為交流電。不管第一換流器110和第二換流器210用于將交流電轉換為直流電，還是將直流電轉換為交流電，第一換流器高壓端112和第二換流器高壓端212都是分別連接正高壓直流輸電線和負高壓直流輸電線。第二，不對第一換流器110和第二換流器210內部具體的結構進行限定，只要根據需要，能將交流電轉換為直流電，或將直流電轉換為交流電即可。第三，第一電抗器121和第二電抗器221的具體參數可根據其所應用的具體換流站進行設定，只要保證在發生直流側短路時，換流站中的元器件不被破壞即可。本專利技術實施例提供一種換流站，通過在正極性換流部分100中設置包括第一電抗器121的第一限流模塊120，在負極性換流部分200中設置包括第二電抗器221的第二限流模塊220，當正極性換流部分100或負極性換流部分200的直流側發生短路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站，其特征在于，包括正極性換流部分和負極性換流部分；所述正極性換流部分包括第一換流器和第一限流模塊；所述負極性換流部分包括第二換流器和第二限流模塊；所述第一限流模塊包括第一電抗器；所述第一電抗器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端與中性母線連接；所述第一限流模塊包括第一電抗器；所述第一電抗器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端與所述中性母線連接。

【技術特征摘要】
1.一種用于雙極柔性直流輸電系統的換流站，其特征在于，包括正極性換流部分和負極性換流部分；所述正極性換流部分包括第一換流器和第一限流模塊；所述負極性換流部分包括第二換流器和第二限流模塊；所述第一限流模塊包括第一電抗器；所述第一電抗器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端與中性母線連接；所述第一限流模塊包括第一電抗器；所述第一電抗器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端與所述中性母線連接。2.根據權利要求1所述的換流站，其特征在于，所述第一限流模塊還包括第一避雷器；所述第一避雷器的一端與所述第一換流器的低壓端連接，另一端接地。3.根據權利要求1或2所述的換流站，其特征在于，所述第二限流模塊還包括第二避雷器；所述第二避雷器的一端與所述第二換流器的低壓端連接，另一端接地。4.根據權利要求1所述的換流站，其特征在于，所述第一電抗器包括至少一個第一子電抗器；其中，當所述第一電抗器包括多個第一子電抗器時，多個第一子電抗器串聯和/或并聯連接；和/或，所述第二電抗器包括至少一個...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周詩嘉，黃瑩，趙曉斌，項陽，邱偉，辛清明，
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，
類型：發明
國別省市：廣東;44