[发明专利]HVDC的AC侧电气保护

说明书

在高压电力传输领域中，一种电气组件(10；60)包括：电力变换器(12)，包括可连接至DC网络(18)的第一和第二DC端子(14,16)以及可连接至AC网络(22)的AC端子(20)。电气组件(10)还包括接地电路(24)以将AC端子(20)连接至地(26)。接地电路(24)限定在AC端子(20)与地(26)之间的第一和第二电流流动路径(28,30)。第一电流流动路径(28)包括可操作的开关元件(32)以选择性地断开和闭合第一电流流动路径(28)。第二电流流动路径(30)包括第一电流流动控制元件(34)，第一电流流动控制元件(34)被配置为当第一电流流动路径(28)断开时，在最小化通过第二电流流动路径(30)的电流流动的第一模式中操作，并且从而当第一电流流动路径(28)断开时，最小化在AC端子(20)与地(26)之间的电流流动。电气组件(10)额外地包括被操作性地连接至开关元件(32)的控制单元(42)，控制单元(42)被配置为操作开关元件(32)以发生DC网络故障之后保持断开第一电流流动路径(28)。电力变换器(12)被配置为在整个DC网络故障期间在DC与AC网络(18,22)之间持续转移电力。

技术领域

本发明涉及在高压电力传输网络中使用的电气组件、以及包括这种电气组件的电力传输网络。

背景技术

在电力传输网络中，交流(AC)电通常被变换为直流(DC)电，用于经由架空线和/或海底电缆进行传输。这种变换免除了对由传输线或电缆造成的AC电容性载荷效应进行补偿的需要，并且从而降低电线和/或电缆的每公里成本。当需要长距离传输电力时，从AC到DC的变换因而变得有成本效益。

AC电力到DC电力的变换还用于需要将运行于不同频率的AC网络进行互连的电力传输网络。在任何这种网络中，在AC电力与DC电力之间的每个交界处需要变换器来产生所需的变换，并且一种这种形式的变换器是电力变换器。

发明内容

根据本发明的第一方案，提供一种电气组件，包括：

电力变换器，包括可连接至DC网络的第一DC端子和第二DC端子以及可连接至AC网络的AC端子；

接地电路，用以将所述AC端子连接至地，所述接地电路限定在所述AC端子与地之间的第一电流流动路径和第二电流流动路径，所述第一电流流动路径包括可操作的开关元件以选择性地断开和闭合所述第一电流流动路径，并且所述第二电流流动路径包括第一电流流动控制元件，所述第一电流流动控制元件被配置为当所述第一电流流动路径断开时，在最小化通过所述第二电流流动路径的电流流动的第一模式中操作，并且从而当所述第一电流流动路径断开时，最小化在所述AC端子与地之间的电流流动；以及

控制单元，被操作性地连接至所述开关元件，所述控制单元被配置为操作所述开关元件以在发生DC网络故障之后保持断开所述第一电流流动路径，

其中所述电力变换器被配置为在整个所述DC网络故障期间在所述DC网路与AC网络之间持续转移电力。

最小化通过第二电流流动路径的电流流动，即将通过第二电流流动路径的电流流动减小到尽可能靠近零的可忽略的量，这允许电力变换器在整个DC网络故障期间(即，在整个DC极到地的故障期间)在AC与DC电网之间持续转移电力，并且因此允许在任何相关联的电力传输网络中持续转移电力，以便最小化对网络的中断。

最小化通过第二电流流动路径的电流流动还最小化在发生DC网络故障时流过DC网络的任何DC故障电流的量，并且从而如果期望通过电力变换器断开DC网络，则允许断开例如DC断路器、DC负载断路开关或AC断路器。

同时，包括开关元件以选择性地断开和闭合第一电流流动路径，这允许第一电流流动路径选择性地旁路第一电流流动控制元件并且替代性地提供受较少抑制的电流流动路径。这种受较少抑制的电流流动路径之后允许对AC端子处的任何DC电压放电，这可以用于去除电力变换器的第一与第二DC端子之间的电压不平衡或者保护电力变换器的AC侧免受暂态过电压。