[发明专利]具备直流故障阻断能力的混合型直流输电系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种混合型直流输电系统，该输电系统其包括位于送端的相控整流器和位于受端的自阻型模块化多电平换流器，或者包括位于送端的自阻型模块化多电平换流器和位于受端的相控整流器。其中，送端与第一交流系统在送端交流母线处连接，受端通过交流变压器与第二交流系统在受端交流母线处相连，所述相控整流器和自阻型模块化多电平换流器的直流端口通过对应的直流输电线路相连。本发明还公开了相应的混合型直流输电系统的控制方法。本发明可以解决相控换流器不能连接弱交流电网、易出现换相失败的问题；或可以直接与风电场相连，不需要装设无功补偿装置，使得混合型输电系统能以最小的代价便具备直流故障隔离功能。

主权项

1.一种混合型直流输电系统在恢复供电时进行预充电方法，其特征在于，所述混合型直流输电系统包括位于送端的相控整流器和位于受端的自阻型模块化多电平换流器，其中，所述相控整流器通过交流变压器与第一交流系统在送端交流母线处连接，自阻型模块化多电平换流器通过交流变压器与第二交流系统在受端交流母线处相连，所述相控整流器和自阻型模块化多电平换流器的直流端口通过对应的直流输电线路相连；其中，所述送端的相控整流器由正极子换流器和负极子换流器通过连接成双极性接线形式而成，所述相控整流器的正极子换流器的负极接地；所述受端的自阻型模块化多电平换流器由分别为正极子换流器和负极子换流器的两个自阻型子换流器单元通过连接成双极性接线形式而成，其中的正极子换流器的负极接地；相控整流器的正极子换流器的负极和自阻型模块化多电平换流器的正极子换流器的负极通过金属回线接地；所述第二交流系统为两个不同的交流电网，所述受端的自阻型模块化多电平换流器可连接至该两个不同的交流电网，其中自阻型模块化多电平换流器的正极子换流器正极与直流输电线路正极相连，自阻型模块化多电平换流器的正极子换流器的交流侧通过交流变压器与其中一个交流电网相连，自阻型模块化多电平换流器的负极子换流器的负极与直流输电线路负极相连，自阻型模块化多电平换流器的负极子换流器交流侧通过交流变压器与另一个交流电网相连；所述混合型直流输电系统中的相控整流器和自阻型模块化多电平换流器采用不对称正极性接线形式，其中相控整流器正极和自阻型模块化多电平换流器正极通过直流输电线路相连，相控整流器和自阻型模块化多电平换流器的负极分别接地；或所述混合型直流输电系统中的相控整流器和自阻型模块化多电平换流器采用不对称正极性接线形式，其中所述相控整流器正极和自阻型模块化多电平换流器正极通过直流输电线路相连，相控整流器和自阻型模块化多电平换流器的负极通过金属回线接地；或所述混合型直流输电系统中的相控整流器和自阻型模块化多电平换流器采用不对称负极性接线形式，其中相控整流器负极和自阻型模块化多电平换流器负极通过直流输电线路相连，相控整流器和自阻型模块化多电平换流器的正极分别接地；或所述混合型直流输电系统中的相控整流器和自阻型模块化多电平换流器采用不对称负极性接线形式，其中相控整流器负极和自阻型模块化多电平换流器负极通过直流输电线路相连，相控整流器和自阻型模块化多电平换流器的正极通过金属回线相连接地；所述第一交流系统为交流电网、单个风电场、多个风电场群以及单个水电站和多个水电站群；所述第一交流系统与第二交流系统的公共交流母线采用但不局限于单母线、双母线、单母线分段的接线方式；所述受端自阻型模块化多电平换流器使用的全控型电力电子器件为绝缘门极双极型晶体管、集成门极换流晶闸管或门极可关断晶闸管；所述混合型直流输电系统的直流输电线路采用直流电缆、架空线路、架空线路或电缆线路混合形式；所述预充电方法包括：所述相控整流器检测到直流故障清除后，投入定直流电流控制向直流输电线路充电，所述混合型直流输电系统中的自阻型模块化多电平换流器检测到自阻型模块化多电平换流器的直流端口电压高于某一限值时，再解锁其全控型电力电子器件的驱动信号，从而快速恢复供电。