[实用新型]全电流型复合高压直流输电系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种能解决逆变侧换相失败问题的全电流型复合高压直流输电系统，属于复合高压直流输电系统的创新技术。

背景技术

整流站和逆变站均采用晶闸管换流器的高压直流输电系统具有损坏小、造价相对较低、可靠性高等优点。但晶闸管换流器逆变运行时容易发生换相失败，对于多回直流集中馈入电网，交流系统故障可能引起多个换流站同时换相失败，给电网造成巨大冲击，严重影响系统的安全稳定。

在逆变站采用基于全控型电力电子器件的电压源换流器可以解决换相失败问题，但同时也带来了新的问题，逆变站将直流侧等效为电压源，而采用晶闸管换流器的整流站将直流侧等效为电流源，两个站运行在不同的模式，存在较难进行协调控制的问题。

基于全控型电力电子器件构成的电流源型换流器可以由直流电流源产生交流输出电流波形，当交流输出为正弦波时，其幅值、频率和相位可控，在交流侧连接容性滤波器后便可产生近似正弦波的负载电压，其已经在交流调速等场合得到了应用。

发明内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种运行方式灵活，可靠性高的全电流型复合高压直流输电系统。本实用新型特别适用于通过远距离架空线传输的高压直流输电，也特别适用于对现有全晶闸管型高压直流输电进行升级改造。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的全电流型复合高压直流输电系统，包括有一个整流站、一个逆变站和架空电力输电线路，整流站采用晶闸管换流器，晶闸管换流器的正极和负极都至少包含一个十二脉冲晶闸管换流器；逆变站采用基于全控型电力电子器件的电流源型换流器，正极和负极均包含了两个串联的电流源型换流器；整流站和逆变站正负极连接点根据直流输电系统处于双极、单级大地回线或单级金属回线运行方式与接地极或者站内地网连接，整流站与逆变站之间通过架空电力输电线路相连。

上述整流站的每极包含Y0/Y联结变压器Ty、Y0/△联结变压器Td1、十二脉动晶闸管换流器R、平波电抗器SRr、直流滤波器DCF、交流滤波器ACF；Y0/Y联结变压器Ty的Y侧、Y0/△联结变压器Td1的△侧与十二脉动晶闸管换流器R的上下六脉动桥分别连接，Y0/Y联结变压器Ty的Y0侧、Y0/△联结变压器Td1的Y0侧与送端电网交流母线连接；十二脉动晶闸管换流器R与平波电抗器SRr串联后与直流滤波器DCF并联；交流滤波器ACF接在送端电网交流母线上。

上述逆变站的每极包含两台Y0/△联结变压器Td2、两个基于全控型电力电子期间的电流源型换流器CSC、两个容性滤波装置、平波电抗器SRi；Y0/△联结变压器Td2的△侧与电流源型换流器CSC连接，Y0侧与受端电网交流母线连接；两个电流源型换流器CSC串联后与平波电抗器SRi串联；容性滤波装置接在电流源型换流器CSC和Y0/△联结变压器Td2的连接线上。整流站和逆变站同极平波电抗器间通过架空线路OHL连接。

上述每个电流源型换流器CSC为三相六桥臂结构，每个桥臂由若干个子模块串联构成，每个子模块由一个电力二极管D和一个IGBT器件S串联构成，电力二极管D的负极与IGBT器件S的正极连接，容性滤波装置并联在电流源型换流器CSC的交流出线上。

上述容性滤波装置由三个电力电容器构成，三个电力电容器的一端分别连接在交流出线的a、b、c三相上，另一端相互连接。

本实用新型考虑了晶闸管换流器逆变运行容易产生换相失败、电流源和电压源混合直流较难进行协调控制等问题，提供一种既解决逆变站换相失败，又具有直流侧故障清除能力，且不存在电压源电流源协调控制难问题的全电流型复合高压直流输电系统。本实用新型在整流站和逆变站分别采用了基于晶闸管换流器和基于全控型电力电子器件的两种电流型换流器，综合了晶闸管换流器和基于全控型电力电子期间的电流源型换流器的优点，系统具有直流短路故障处理能力、消除了逆变站换相失败的风险，整流、逆变两站都将直流侧视为电流源，两站之间协调控制简单可行。本实用新型运行方式灵活，可靠性高，特别适用于通过远距离架空线传输的高压直流输电，也特别适用于对现有全晶闸管型高压直流输电进行升级改造，具有广阔的应用前景。本实用新型是一种方便实用的全电流型复合高压直流输电系统。

附图说明

图1为本实用新型的全电流型复合高压直流输电系统的结构示意图。

图2为本实用新型的基于电力电子器件的电流源型换流器的结构示意图。

具体实施方式

实施例：