双极柔性直流输电系统及其换流站技术方案

本发明专利技术提供一种双极柔性直流输电系统及其换流站，涉及电力技术领域，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。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，另一端与所述中性母线连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种双极柔性直流输电系统及其换流站。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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。本专利技术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专利技术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专利技术的一些实施例，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为本专利技术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为本专利技术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；图3为本专利技术实施例提供的一种用于双极柔性直流输电系统的换流站中第二限流模块的拓扑示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种用于双极柔性直流输电系统的换流站中第一和第二限流模块的拓扑示意图一；图5为本专利技术实施例提供的一种用于双极柔性直流输电系统的换流站中第一和第二限流模块的拓扑示意图二；图6为本专利技术实施例提供的一种用于双极柔性直流输电系统的换流站中第一和第二限流模块的装置拓扑示意图三；图7为本专利技术实施例提供的一种用于双极柔性直流输电系统的换流站中第一和第二限流模块的拓扑示意图四；图8为本专利技术实施例提供的一种双极柔性直流输电系统的拓扑示意图。附图说明：01-送电端换流站；02-受电端换流站；100-正极性换流部分；110-第一换流器；111-第一换流器低压端；112-第一换流器高压端；120-第一限流模块；121-第一电抗器；122-第一避雷器；123-第一子电抗器；200-负极性换流部分；210-第二换流器；211-第二换流器低压端；212-第二换流器高压端；220-第二限流模块；221-第二电抗器；222-第二避雷器；223-第二子电抗器；300-中性母线；400-换相电抗器；500-换流变压器。具体实施方式本专利技术实施例提供一种用于双极柔性直流输电系统的换流站，如图1所示，包括正极性换流部分100和负极性换流部分200；正极性换流部分100包括第一换流器110和第一限流模块120；负极性换流部分200包括第二换流器210和第二限流模块220。第一限流模块120包括第一电抗器121；第一电抗器121的一端与第一换流器低压端111连接，另一端与中性母线300连接；第二限流模块220包括第二电抗器221；第二电抗器221的一端与第二换流器低压端211连接，另一端与中性母线300连接。其中，第一限流模块120用于当正极性换流部分100出现故障，即，正极性换流部分100发生直流侧短路时，降低短路电流；第二限流模块220用于当负极性换流部分200出现故障，即，负极性换流部分200发生直流侧短路时，降低短路电流。需要说明的是，第一，第一换流器110和第二换流器210可用于将交流电转换为直流电，也可用于将直流电转换为交流电。不管第一换流器110和第二换流器210用于将交流电转换为直流电，还是将直流电转换为交流电，第一换流器高压端112和第二换流器高压端212都是分别连接正高压直流输电线和负高压直流输电线。第二，不对第一换流器110和第二换流器210内部具体的结构进行限定，只要根据需要，能将交流电转换为直流电，或将直流电转换为交流电即可。第三，第一电抗器121和第二电抗器221的具体参数可根据其所应用的具体换流站进行设定，只要保证在发生直流侧短路时，换流站中的元器件不被破坏即可。本专利技术实施例提供一种换流站，通过在正极性换流部分100中设置包括第一电抗器121的第一限流模块120，在负极性换流部分200中设置包括第二电抗器221的第二限流模块220，当正极性换流部分100或负极性换流部分200的直流侧发生短路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于双极柔性直流输电系统的换流站，其特征在于，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，另一端与所述中性母线连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于双极柔性直流输电系统的换流站，其特征在于，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，另一端与所述中性母线连接。2.根据权利要求1所述的换流站，其特征在于，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。3.根据权利要求1或2所述的换流站，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的换流站，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：周诗嘉，黄莹，赵晓斌，项阳，邱伟，辛清明，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东;44