双极柔性直流输电系统及其换流站技术方案

本实用新型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，涉及电子技术领域，可以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。所述换流站包括正极性换流部分和负极性换流部分；正极性换流部分包括第一换流器和第一限流模块；负极性换流部分包括第二换流器和第二限流模块；第一限流模块包括第一限流电阻器；第一限流电阻器的一端与第一换流器的低压端连接，另一端与中性母线连接；第一限流模块还包括与第一限流电阻器并联的第一旁路开关；第二限流模块包括第二限流电阻器；第二限流电阻器的一端与第二换流器的低压端连接，另一端与中性母线连接；第二限流模块还包括与第二限流电阻器并联的第二旁路开关。

Bipolar flexible DC transmission system and converter station thereof

The embodiment of the utility model provides a bipolar HVDC system and the converter, which relates to the technical field of electronics, can suppress the DC short-circuit current of HVDC system bipolar side when the fault happens. The station includes positive and negative part of commutation commutation part; the positive converter part comprises a first converter and a first current limiting module; negative polarity converter consists of second converter and second limiting module; the first limiting module includes a first current limiting resistor; the first end of the current limiting resistor and for the first low end is connected, the other end is connected with the neutral bus; the first limiting module also comprises a first bypass switch resistor in parallel with the first current limiting; second current limiting module includes second current limiting resistors; low voltage limiting resistor and the second end of the second converter is connected, the other end is connected with the neutral bus; second current limiting module also includes second bypass switch and second current limiting resistors in parallel.

【技术实现步骤摘要】
双极柔性直流输电系统及其换流站
本技术涉及电子
，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。由于雷击、接地、山火等造成的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，使得换流阀的电流应力增大，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，可以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，本技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，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限流电阻器，所述第一限流电阻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；所述第一限流模块还包括与所述第一限流电阻器并联的第一旁路开关。所述第二限流模块包括第二限流电阻器，所述第二限流电阻器的一端与所述第二换流器的低压端连接，另一端与中性母线连接；所述第二限流模块还包括与所述第二限流电阻器并联的第二旁路开关。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；和/或，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，所述第一限流电阻器包括至少一个第一子限流电阻器；其中，当所述第一限流电阻器包括至少两个第一子限流电阻器时，至少两个第一子限流电阻器以串联和/或并联方式设置；和/或，所述第二限流电阻器包括至少一个第二子限流电阻器；其中，当所述第二限流电阻器包括至少两个第二子限流电阻器时，至少两个第二子限流电阻器以串联和/或并联方式设置。第二方面，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；所述负极性换流部分包括第二换流器；所述换流站还包括第三限流模块；所述第三限流模块包括第三限流电阻器，所述第三限流电阻器串联在中性母线上；所述第三限流模块还包括与所述第三限流电阻器并联的第三旁路开关。优选的，所述第三限流模块还包括一个第三避雷器；所述第三避雷器的一端与所述中性母线连接，另一端接地；其中，所述第三避雷器设置在换流器的低压端与所述第三限流电阻器之间。优选的，所述第三限流模块包括两个第三避雷器；其中一个所述第三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；另一个所述第三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，所述第三限流电阻器包括至少一个第三子限流电阻器；其中，当所述第三限流电阻器包括至少两个第三子限流电阻器时，至少两个第三子限流电阻器以串联和/或并联方式设置。第三方面，提供一种双极柔性直流输电系统，包括送电端换流站和/或受电端换流站；所述送电端换流站和/或所述受电端换流站为第一方面或第二方面所述的换流站。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。本技术实施例提供一种双极柔性直流输电系统及其换流站，通过在换流站中设置限流模块，并使限流模块包括限流电阻器和与其并联的旁路开关，当所述换流站的正极性换流部分或负极性换流部分发生直流侧短路故障时，通过打开发生故障的换流部分的旁路开关，使得短路电流可流过发生故障的换流部分的限流电阻器，因而可抑制短路回路中的电流，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，由于所述换流站的工作电流非常大，当所述换流站正常工作，或者短路回路中的电流值降低到正常范围内时，通过闭合发生故障的换流部分的旁路开关，可避免限流模块中各器件长时间在大电流下运行而被损坏。附图说明为了更清楚地说明本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为本技术实施例提供的一种换流站的拓扑示意图一；图2为本技术实施例提供的一种换流站的拓扑示意图二；图3(a)为本技术实施例提供的一种限流电阻器的拓扑示意图一；图3(b)为本技术实施例提供的一种限流电阻器的拓扑示意图二；图4为本技术实施例提供的一种换流站的拓扑示意图三；图5为本技术实施例提供的一种换流站的拓扑示意图四；图6为本技术实施例提供的一种换流站的拓扑示意图五；图7为本技术实施例提供的一种限流电阻器的拓扑示意图三；图8为本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。附图标记：01-送电端换流站；02-受电端换流站；11-第一换流器；12-第二换流器；21-第一限流模块；22-第二限流模块；23-第三限流模块；31-第一限流电阻器；301-第一子限流电阻器；32-第二限流电阻器；302-第二子限流电阻器；33-第三限流电阻器；303-第三子限流电阻器；41-第一旁路开关；42-第二旁路开关；43-第三旁路开关；51-第一避雷器；52-第二避雷器；53-第三避雷器；100-正极性换流部分；200-负极性换流部分；300-中性母线。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本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11和第一限流模块21；负极性换流部分200包括第二换流器12和第二限流模块22。第一限流模块21包括第一限流电阻器31，第一限流电阻器31的一端与第一换流器11的低压端连接，另一端与中性母线300连接；第一限流模块21还包括与第一限流电阻器31并联的第一旁路开关41。第二限流模块22包括第二限流电阻器32，第二限流电阻器32的一端与第二换流器12的低压端连接，另一端与中性母线300连接；第二限流模块22还包括与第二限流电阻器32并联的第二旁路开关42。其中，第一限流模块21的工作原理为：当正极性换流部分100正常工作时，第一旁路开关41闭合；当正极性换流部分100发生直流侧短路故障时，第一旁路开关41打开，第一限流电阻器31用于抑制正本文档来自技高网...

【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限流电阻器，所述第一限流电阻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；所述第一限流模块还包括与所述第一限流电阻器并联的第一旁路开关；所述第二限流模块包括第二限流电阻器，所述第二限流电阻器的一端与所述第二换流器的低压端连接，另一端与中性母线连接；所述第二限流模块还包括与所述第二限流电阻器并联的第二旁路开关。

【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限流电阻器，所述第一限流电阻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；所述第一限流模块还包括与所述第一限流电阻器并联的第一旁路开关；所述第二限流模块包括第二限流电阻器，所述第二限流电阻器的一端与所述第二换流器的低压端连接，另一端与中性母线连接；所述第二限流模块还包括与所述第二限流电阻器并联的第二旁路开关。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；和/或，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。3.根据权利要求1或2所述的换流站，其特征在于，所述第一限流电阻器包括至少一个第一子限流电阻器；其中，当所述第一限流电阻器包括至少两个第一子限流电阻器时，至少两个第一子限流电阻器以串联和/或并联方式设置；和/或，所述第二限流电阻器包括至少一个第二子限流电阻器；其中，当所述第二限流电阻器包括至少两个第二子限流电阻器时，至少两个第二子限流电阻器以串联和/或并联方式设置。4.一种用于双极柔性直流输...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱伟，黄莹，赵晓斌，周诗嘉，徐迪臻，李凌飞，
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：新型
国别省市：广东,44