[实用新型]一种采用三相交流电缆输电的直流输电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种采用三相交流电缆输电的直流输电系统。

背景技术

社会经济的快速发展促进了电力负荷的迅速增长，同时，也对电网的输送容量提出了更高的要求。一方面，随着现代城市发展建设日趋成熟，对供电系统的电源建设和供电线路的制约因素越来越多；另一方面，由于如今越来越多的供电线路建于地下，而土地价值日益增高，导致征用新的供电线路的代价也越来越高，因此，需要电网建设能够在现有的供电线路的基础上输送更大的电量。

为了输送更大的电量，如今多采用将原有的供电线路改造并转换成直流输电线路的方法，即采用交流电缆来进行直流输电。其中，在同等线路的情况下，三极直流输电系统和扩展式双极直流输电系统都能够充分利用第三条传输线来增加电能的输送能力，以上两种系统相比于双极直流输电系统，都能够多传输37％的电能，因此能够更大程度地提升线路改造后的容量，缓解输电瓶颈。

但是，无论是双极直流输电系统、三极直流输电系统还是扩展式双极直流输电系统，系统中的部分交流电缆上的电压将始终维持在正极或负极状态，在直流高压电场的作用下，容易导致交流电缆内的绝缘介质中或者界面上的空间电荷积累严重，如果空间电荷密度足够高，局部电场甚至可能超过绝缘介质的击穿场强，导致交流电缆内的绝缘介质被破坏，从而严重影响输电线路的绝缘特性和运行安全性。

因此，如何提供一种传输电量大且不会破坏输电线路的绝缘特性的采用三相交流电缆输电的直流输电系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用三相交流电缆输电的直流输电系统，传输电量大且三相交流电缆上的每一相上的电流电压的正负极性周期性的发生转变，不会破坏输电线路的绝缘特性，输电线路的运行安全性高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种采用三相交流电缆输电的直流输电系统，包括：

整流换流站，用于将送端交流电网输出的三相交流电转换为第一双极直流电；

整流侧电流电压转换单元，用于将所述第一双极直流电转换为各相上正负极性周期性变化的三相直流电并输出至所述三相交流电缆；

逆变侧电流电压转换单元，用于通过所述三相交流电缆接收所述三相直流电并转换为第二双极直流电；

逆变换流站，用于将所述第二双极直流电转换为三相交流电并输送至受端交流电网。

优选地，所述整流侧电流电压转换单元包括6套绝缘栅双极型晶体管IGBT管组件St1-St6；其中：

St1-St3的集电极相互连接，其公共端与所述整流换流站的正极端相连，St4-St6的发射极相互连接，其公共端与所述整流换流站的负极端相连；

St1的发射极与St4的集电极相互连接，其公共端作为所述整流侧电流电压转换单元的U相端；

St2的发射极与St5的集电极相互连接，其公共端作为所述整流侧电流电压转换单元的V相端；

St3的发射极与St6的集电极相互连接，其公共端作为所述整流侧电流电压转换单元的W相端。

优选地，所述整流侧电流电压转换单元还包括3个阻尼投切模块SuL、SvL、SwL，其中：

SuL的输入端与St1的发射极相连，SvL的输入端与St2的发射极相连，SwL的输入端与St3的发射极相连；

SuL的输出端、SvL的输出端以及SwL的输出端分别作为所述整流侧电流电压转换单元的U相端、V相端以及W相端；

其中，每个所述阻尼投切模块包括阻尼电阻，以及与所述阻尼电阻并联的控制开关。

优选地，所述整流侧电流电压转换单元还包括：

相间电流转移单元，其三相输入端分别与3个所述阻尼投切模块SuL、SvL、SwL的输出端对应相连；其三相输出端分别作为所述整流侧电流电压转换单元的U相端、V相端以及W相端，且对应的与所述三相交流电缆相连；用于通过调节其输出端的电压从而调节所述三相交流电缆上每相传输的电流的大小。

优选地，所述相间电流转移单元包括：

两个全桥型模块化多电平换流器MMC，分别串联在所述相间电流转移单元的U相、V相以及W相中的任意两相上，其中，串联的接口为所述MMC的直流正极端口与直流负极端口；所述MMC的交流端接收所述送端交流电网输出的三相交流电。

优选地，所述相间电流转移单元包括：