[发明专利]AC和DC系统间在变压器中性点包括滤波器的接口装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及输电系统。更具体而言，本发明涉及一种耦合在AC系统和DC系统之间的接口装置。

背景技术

众所周知，接口装置连接在交流电(AC)系统(通常表示为AC电网)和直流(DC)系统(例如高压直流(HVDC)系统)之间。这样的装置通常包括换流器，例如电压源换流器，用于在AC和DC间换流，并且具有连接到DC系统的DC侧和耦合到AC系统的AC侧。该装置还通常包括变压器，该变压器具有连接到AC系统的初级侧和用于耦合到换流器的次级侧。该装置然后可能还包括在变压器的次级侧和换流器的AC侧之间的多个并联的电中间连接，通常是两个或三个。

为了提高换流器的效率，已知将零序三次谐波加入到到脉冲宽度调制，并且换流器也将在AC侧产生三次谐波。然而，这个谐波必须从AC系统中分离出来。如果在AC系统和换流器之间使用了变压器，那么如果该变压器没有接地则这个谐波可以被很容易地去除。

如果不使用变压器，那么就需要其他的去除方法。例如在WO2009/149755和WO 2004/017505中描述了一些这样其他类型的去除方法。

然而，在一些情况下，感兴趣的是使用中性点接地的变压器，以便为DC系统提供接地。例如，在US 2009/0225570和US2008/0084643中对此进行了描述。

接下来的问题是如何将其与去除零序三次谐波结合。

因此有关变压器中性点接地和去除零序三次谐波仍然有改善的余地。

发明内容

本发明解决了这种情况。本发明因而针对将变压器中性点接地和零序三次谐波去除相结合。

根据本发明的一个方面，这是通过一种耦合在AC系统和DC系统之间的接口装置实现，并且该接口装置包括：换流器，用于AC和DC之间的换流，该换流器具有用于连接到DC系统的DC侧和耦合到AC系统的AC侧；变压器，其具有初级侧和次级侧，该初级侧具有用于耦合到所述AC系统的第一组初级绕组，该次级侧具有耦合到所述换流器的第二组次极绕组，所述第二组次级绕组通过所述次级侧的中性点耦合到地；以及带有滤波器元件的滤波器，该滤波器元件被设置为去除出现在所述换流器的AC侧的AC电压的基频的三倍频的频率分量，其中所述滤波器连接在所述变压器的次级侧的所述中性点和地之间。

使用的术语“耦合”意图用于覆盖两个元件之间的间接电气连接的可能性。因此在被定义为彼此耦合两个元件之间可以有被放置的一个或多个元件。另一方面，而术语“连接”意图意味着两个实体之间到彼此的直接电气连接，在它们之间不存在任何实体。

本发明具有很多优点。如果存在一个中间连接中的单相故障，那么本发明限制其他中间连接中健康的相电压的增加。将变压器中性点通过滤波器耦合到地还给DC系统提供了DC接地点，该DC接地点不受滤波器影响。其好处是允许降低在DC系统中使用的设备上的过压电平的大小。尽管变压器次级侧的中性点接地，但是本发明也能够去除零序三次谐波，而不需要在变压器和换流器AC侧之间的相连接中的三次谐波滤波器。因此，本发明还能够节省大量成本。

附图说明

在下文中，将参照附图对本发明进行说明，其中：

图1示意性地示出根据本发明通过接口装置耦合到AC系统的DC系统，

图2A示意性地示出了在接口装置中设置的滤波器的结构，

图2B示意性地示出了在接口装置中设置的断路器辅助单元的结构，

图3示意性的示出了可以用于接口装置的第一类型的换流器，

图4示意性的示出了可以用于接口装置的第二类型的换流器，

图5示意性的示出了可以用于接口装置的第三类型的换流器，以及

图6示出了由接口装置的控制单元执行的将DC系统从AC系统中断开的方法中的一些方法步骤。

具体实施方式

在下文中，将描述本发明的实施例。

本发明针对提供一种用于为直流(DC)系统和交流(AC)系统提供接口的装置，两个系统都可以是输电系统。例如，DC系统可以是高压直流(HVDC)输电系统，并且AC系统可以是灵活交流输电系统(FACTS)。然而，这些类型的系统仅是这类系统的示例，并且不应被视为一项需求。本发明例如也可以应用于配电系统。