[发明专利]直流输电系统及其无功功率补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流输电系统及方法，具体地说，涉及无功功率补偿的直流输电系统及方法。

背景技术

在现有的直流输电系统技术中，当双极直流输电系统不处于双极功率运行(单极运行或停运)时或者当单极直流输电系统处于停运时，该直流输电系统往往存在闲置中的或者待运行的换流器。上述可归结为至少两种情况：

当双极直流输电系统一极或双极由于故障停运，停运极(相应的高压直流极线上没有功率传输)中能够正常工作的换流器处于停运状态；当单极直流输电系统由于故障停运(高压直流极线上没有功率传输)，停运极中的能够正常工作的换流器(换流器单元)也处于停行状态；或者

双极直流输电系统工程以及相应的发电基地的建设周期较长通常为几年，通常存在长时间的单极运行模式；停运极中能够正常工作的换流器处于闲置或者待运行状态。

上述情况导致能够正常运行的设备闲置而无法有效利用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种直流输电系统，包括至少一个换流站单元组，所述换流站单元组包括高压端换流站单元和与所述高压端换流站单元串联的低压端换流站单元；跨接在所述至少一个换流站单元组的直流端之间的至少一个开关；其中：所述至少一个换流站单元组的直流端可分别电气耦合高压直流极线和地；所述至少一个换流站单元组的高压端换流站单元的交流端可与交流电网电气耦合；所述至少一个换流站单元组的低压端换流站单元的交流端可与所述交流电网电气耦合；控制器，相应于在所述高压直流极线上无功率传输的状态，其可控制所述至少一个开关使其闭合并且控制所述至少一个换流站单元组的高压端换流站单元和低压端换流站单元使其分别工作于彼此不同的整流模式和逆变模式之一以便从所述交流电网吸收容性无功功率。在此过程中，该构成的背靠背直流输电系统的整流和逆变换流器都会从交流电网吸收容性无功功率(向交流电网发出感性无功功率)，并且换流器吸收的容性无功功率可以通过控制换流器进行控制。配合控制背靠背直流输电系统的交流滤波器和并联电容器设备，可以实现对交流电网无功功率的补偿。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于直流输电系统的无功补偿方法，所述直流输电系统包括：至少一个换流站单元组，所述换流站单元组包括高压端换流站单元和与所述高压端换流站单元串联的低压端换流站单元；跨接在所述至少一个换流站单元组的直流端之间的至少一个开关；其中：所述至少一个换流站单元组的直流端可分别电气耦合高压直流极线和地；所述至少一个换流站单元组的高压端换流站单元的交流端可与交流电网电气耦合；所述至少一个换流站单元组的低压端换流站单元的交流端可与所述交流电网电气耦合；所述方法包括：相应于在所述高压直流极线上无功率传输的状态，控制所述至少一个开关使其闭合并且控制所述至少一个换流站单元组的高压端换流站单元和低压端换流站单元使其分别工作于彼此不同的整流模式和逆变模式之一以便从所述交流电网吸收容性无功功率。在此过程中，该构成的背靠背直流输电系统的整流和逆变换流器都会从交流电网吸收容性无功功率(向交流电网发出感性无功功率)，并且换流器吸收的容性无功功率可以通过控制换流器进行控制。配合控制背靠背直流输电系统的交流滤波器和并联电容器设备，可以实现对交流电网无功功率的补偿。

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的直流输电系统；

图2示出换流站单元的结构；

图3A示出根据本发明的实施例的无功功率调节的曲线图；

图3B示出根据本发明的实施例的无功功率调节的曲线图；

图3C示出根据本发明的实施例的无功功率调节的曲线图；

图4示出示出根据本发明的一个实施例的直流输电系统；

图5A示出基于图4所示的直流输电系统的全双极直流无功功率控制模式；

图5B示出在正极性高压直流极线上无功率传输并且在负极性高压直流极线上有功率传输的状态下基于图4所示的直流输电系统的单极直流无功功率控制模式；

图5C示出在正极性高压直流极线上有功率传输并且在负极性高压直流极线上无功率传输的状态下基于图4所示的直流输电系统的单极直流无功功率控制模式；和

图5D示出基于图4所示的直流输电系统的正常模式。

具体实施方式