[发明专利]一种可变升压的直流并网系统

说明书

本申请提供一种可变升压的直流并网系统。所述可变升压的直流并网系统包括换流器和可变升压的联接变压器，所述可变升压的联接变压器包括阀侧绕组、第一网侧绕组和第二网侧绕组，所述阀侧绕组连接所述换流器；所述第二网侧绕组与所述第一网侧绕组串联或者并联连接后，与所述直流并网系统的网侧电网系统连接。

技术领域

本申请涉及电力系统输电技术领域，具体涉及一种可变升压的直流并网系统。

背景技术

直流输电系统广泛用于海上风电场或者大型新能源基地的电力送出，送往远方电网有交流和直流两种方式。交流传输方式使用工频交流导体将风电，光伏等新能源电能送往陆地或远方负荷中心。这种传输方案结构简单，成本较低，但交流系统应用限制条件多，电网影响大。

为获取更多的海上风能资源以及更廉价的光伏新能源，海上风电场或陆上光伏场逐渐向深远海或者内陆腹地方向发展。例如当风电场距离岸边超过60km、进入广义的远海区域时，交流送出方式将随着电能损耗、无功补偿难度和整体造价的提升而逐渐丧失性价比，而直流输电方式则成为优选项。直流输电方式通过换流器将风电交流电能变换为直流电能，借助直流海缆以较低的损耗送到岸边变流站，再从直流变换为交流接入电网。光伏新能源远端输送亦同。采用直流输送方式除了损耗小、传输容量大之外，还具备很强的故障穿越、故障隔离能力和更好的稳定性，同时还能实现海上风电场电压、频率控制等综合控制，提升整个新能源电源并网质量。

受限于电网规划和建设周期的限制，直流并网系统在设计过程中，往往会碰到直流并网系统需要在整个项目运行周期内变更接入电压等级的问题。例如：某海上风场规划送出容量1000MW+，规划接入电网电压等级500kV，但由于电网建设的原因，当海上风场及直流并网系统建成时，电网侧只有220kV电压等级可供临时接入，临时接入几年后500kV电网建成，此时再将原220kV临时接入方案变更为终期的500kV接入方案。

受电压源型或电流源型换流器设计参数的限制，换流器的降压运行能力存在限制范围，且降压运行时输送功率对应下降。因此当电网的接入电压等级变化差异过大时，需要考虑特殊的直流并网系统设计方案实现降压运行时的满容量功率输送，以上段中描述的220/500kV变化接入需求为例，目前已有技术方案包括如下三种。

采用电压源型换流器时，可采用全桥拓扑方案的电压源型换流器+配置升压至500kV的连接变压器。此方案占地大且稳定性一般，且全桥拓扑的电压源型或电流源型换流器相比于半桥拓扑的换流器造价成翻倍增加，并且在应用上存在损耗过大，发热增加等经济性费效比问题。

采用半桥拓扑方案的电压源型换流器，或采用电流源型换流器时，可选择临时配置升压至220kV的连接变压器+远期配置升压至500kV的连接变压器。此方案不需要更换造价昂贵的电压源型换流器或电流源型换流器，但在应用过程中需要更换连接变压器设备，需要额外采购一套临时用的连接变压器，造成设备投资的增加。且连接变压器更换时间长，影响范围大，施工困难，经济性比较差。

采用半桥拓扑的电压源型或电流源型换流器时，可选择配置500/220/阀侧绕组的三卷连接变压器。此方案不需要更换造价昂贵的电源型换流器，也避免了重新采购额外的连接变压器的问题。但连接变压器独立冗余配置了500和200的传输容量，在实际应用中有50％的传输容量处于闲余状态，增加了连接变压器本身的设备本体投入。

发明内容

本申请实施例提供一种可变升压的直流并网系统，包括换流器和可变升压的联接变压器，所述可变升压的联接变压器包括阀侧绕组、第一网侧绕组和第二网侧绕组，所述阀侧绕组连接所述换流器；所述第二网侧绕组与所述第一网侧绕组串联或者并联连接后，与所述直流并网系统的网侧电网系统连接。

根据一些实施例，所述可变升压的直流并网系统还包括：有载调压开关，所述有载调压开关配置在所述阀侧绕组上，用于调节所述换流器的输出电压。

根据一些实施例，所示有载调压开关包括：真空灭弧的有载调压开关或绝缘油灭弧的有载调压开关。