[实用新型]双极柔性直流输电系统及其换流站

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种双极柔性直流输电系统及其换流站。

背景技术

柔性直流输电技术是一种新型直流输电技术，合理的控制保护策略决定了柔性直流输电系统安全稳定运行。它的灵活应用性能使其在城市电网互联、清洁能源并网以及孤岛供电等领域有着广阔的应用前景。

为了实现大容量功率输送的要求，需要增加子模块数量以提高其电压等级，但过多子模块级联，使阀控设备控制难度增加，因此采用双极结构形式，在减少单个换流单元子模块级联数目的同时，达到同样的传输功率成为一种可行选择。

直流侧短路故障是目前双极柔性直流输电技术所面对的主要问题之一。当双极柔性直流输电系统直流侧发生故障时，由于其特殊的拓扑结构，将产生非常大的短路电流。该短路电流流过换流器，使得换流器的电流应力增大，甚至造成换流器的损坏，同时也严重威胁了故障线路中相关设备的安全。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种双极柔性直流输电系统及其换流站，可抑制双极柔性直流输电系统直流侧发生故障时产生的短路电流。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种用于双极柔性直流输电系统的换流站，包括正极性换流部分和负极性换流部分；所述正极性换流部分包括第一换流器和第一限流模块；所述负极性换流部分包括第二换流器和第二限流模块；所述第一限流模块包括第一电抗器；所述第一电抗器的一端与所述第一换流器的低压端连接，另一端与中性母线连接；所述第二限流模块包括第二电抗器；所述第二电抗器的一端与所述第二换流器的低压端连接，另一端与所述中性母线连接。

优选的，所述第一限流模块还包括第一避雷器；所述第一避雷器的一端与所述第一换流器的低压端连接，另一端接地。

基于上述优选的，所述第二限流模块还包括第二避雷器；所述第二避雷器的一端与所述第二换流器的低压端连接，另一端接地。

优选的，所述第一电抗器包括至少一个第一子电抗器；其中，当所述第一电抗器包括多个第一子电抗器时，多个第一子电抗器串联和 /或并联连接；和/或，所述第二电抗器包括至少一个第二子电抗器；其中，当所述第二电抗器包括多个第二子电抗器时，多个第二子电抗器串联和/或并联连接。

优选的，所述第一换流器和所述第二换流器均包括多个阀组件；每个阀组件均包括绝缘栅双极型晶体管换流阀。

另一方面，提供一种双极柔性直流输电系统，包括送电端换流站和受电端换流站；所述送电端换流站和/或所述受电端换流站为上述换流站。

进一步优选的，所述送电端换流站和所述受电端换流站均为所述换流站；所述送电端换流站为交流转直流换流站；所述受电端换流站为直流转交流换流站。

进一步优选的，第一换流器和第二换流器的交流端与换流变压器连接；所述送电端换流站中正极性换流部分的第一换流器高压端与所述受电端换流站中正极性换流部分的所述第一换流器高压端、所述送电端换流站中负极性换流部分的第二换流器高压端与所述受电端换流站中负极性换流部分的所述第二换流器高压端通过双极性高压直流输电线连接。

本实用新型提供一种双极柔性直流输电系统及其换流站，通过在正极性换流部分中设置包括第一电抗器的第一限流模块，在负极性换流部分中设置包括第二电抗器的第二限流模块，当正极性换流部分或负极性换流部分的直流侧发生短路故障时，发生故障的换流部分的电抗器的电流会突然增大，而根据电抗器的特性，其会产生反向电流来限制电流的突然增大，因而可抑制正极性换流部分或负极性换流部分直流侧的短路电流，保证了换流站中的换流器以及故障线路上的相关设备的安全性。在此基础上，由于第一限流模块和第二限流模块独立设置，可以在所述换流站的故障只发生在正极性换流部分或负极性换流部分其中一极时，可保证另一极不发生明显变化，即，对正常工作极的影响较小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于双极柔性直流输电系统的换流站的拓扑示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种用于双极柔性直流输电系统的换流站第一限流模块的拓扑示意图；