一种三端直流输电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种三端直流输电系统，通过在三个换流站中设置的两个开关组合，在需要将一个换流站从整流模式切换至逆变模式、另一个换流站从逆变模式切换至整流模式时，只需控制相应开关组合的通断，就能实现换流站运行模式的快速切换，保证运行模式的可靠切换，降低了投资与成本，使故障反应速度更加迅速。

A three terminal HVDC transmission system

The utility model relates to a three terminal HVDC transmission system. Through the combination of two switches set in three converter stations, when a converter station is switched from rectifying mode to inverter mode and another converter station switches from the inverter mode to the rectifying mode, only the switching of the corresponding switch combination needs to be controlled, and the commutation can be realized. The fast switching of station operation mode ensures reliable switching of operation mode, reduces investment and cost, and makes fault response speed more rapid.

【技术实现步骤摘要】
一种三端直流输电系统
本技术属于多端直流输电
，具体涉及一种三端直流输电系统。
技术介绍
随着电力系统的不断发展，直流输电在电网中的应用逐年增加。相比于传统的交流输电，高压直流输电具有线路造价低、功率损耗小、无需无功补偿等优点，更适合大容量远距离传输。为解决我国能源和经济发展的不平衡问题而制定的“西电东送，全国联网”战略中，高压直流输电都发挥了关键作用。然而，传统的直流输电依然停留在点对点传输的两端直流输电系统水平上。随着新能源的发展，分布式电源的并网，多电源供电以及多落点受电的电网需求，多端直流输电系统开始受到广泛关注。相比于两端直流输电网络，多端直流输电网络能够节约线路走廊，降低运行成本，供电可靠性及灵活性更好，系统冗余配置能够适应不同的供电模式，潮流控制更为灵活安全，对于新能源对电网安全稳定运行的影响也有极大的改善作用。由于直流断路器技术发展的限制，故障处理技术严重制约了多端直流输电系统的发展。目前，多端直流输电系统可分为串联型和并联型两种，串联型换流站之间以同等级直流电流运行，功率分配由直流电压决定，并联型换流站之间以同等级直流电压运行，功率分配由直流电流决定。但是，目前所提出的多端直流输电系统拓扑有着造价高、经济性差，调节范围小，潮流反转实现困难，故障处理机制不完善等缺点，限制了多端直流输电系统的工程应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种三端直流输电系统，用于解决现有三端直流输电系统中换流站运行模式切换慢且不可靠的问题。为解决上述技术问题，本技术提出一种三端直流输电系统，包括以下解决方案：包括三个并联的直流换流站，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子；每个直流换流站的正极换流器通过第一开关连接各自直流换流站的正极线路，每个直流换流站的负极换流器通过第二开关连接各自直流换流站的负极线路。每个直流换流站的正极换流器还通过第三开关连接各自换流站的负极线路，每个直流换流站的负极换流器还通过第四开关连接各自换流站的正极线路。所述两个开关组合设置在其中一个直流换流站内。三端直流输电系统还包括分别连接每个直流换流站的正极母线和负极母线，所述第一开关通过正极母线连接所述正极线路，所述第二开关通过负极母线连接所述负极线路。本技术的有益效果是：本技术通过在三个换流站中设置的两个开关组合，在需要将一个换流站从整流模式切换至逆变模式、另一个换流站从逆变模式切换至整流模式时，只需控制相应开关组合的通断，就能实现换流站运行模式的快速切换慢，保证运行模式的可靠切换。本技术将快速直流开关集中配置在一个换流站，节省了数量，降低投资与成本，故障反应速度更加迅速，各端隔离开关的配置，与快速直流开关的有效配合，能够迅速实现系统的极性转换及传输功率反转，控制更加灵活。附图说明图1是三端直流输电系统的结构图；图2是三端直流输电系统极性转换控制过程图；图3是三端直流输电系统线路故障示意图；图4-1是三端直流输电系统中S1站运行于整流模式、S2站运行于逆变模式的示意图；图4-2是闭锁S1、S3换流站的示意图；图4-3是断开S2换流站的快速开关Q14S2、Q17S2的示意图；图4-4是断开S1换流站的Q1S1、Q2S1、Q5S1和Q6S1，闭合S1换流站的Q3S1、Q4S1、Q7S1和Q8S1，断开S3换流站的Q1S3、Q2S3、Q5S3和Q6S3，闭合S3换流站的Q3S3、Q4S3、Q7S3和Q8S3的示意图；图4-5是闭合S2换流站的快速开关Q14S2、Q17S2的示意图；图4-6是解锁S1、S3换流站，S1运行于逆变模式，S3运行于整流模式的示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的说明。实施例一：本实施例的三端直流输电系统，包括三个并联的直流换流站，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子。三个直流换流站的其中一个直流换流站设置有公共接地点，剩余的直流换流站的中性母线均连接到所述公共接地点上。基于上述结构的三端直流输电系统，当需要切换运行模式的两个直流换流站的其中一个作为第一换流站运行于整流模式、另一个作为第二换流站运行于逆变模式时，采用以下步骤切换两个直流换流站的运行模式：1)闭锁第一换流站和第二换流站，通过控制第一开关组合、第二开关组合断开第一换流站和第二换流站的连接；2)控制所述第一换流站从整流模式切换至逆变模式，控制所述第二换流站从逆变模式切换至整流模式；3)控制第一开关组合、第二开关组合连通第一换流站和第二换流站的连接，解锁第一换流站和第二换流站。本技术通过在三个换流站中设置的两个开关组合，在需要将一个换流站从整流模式切换至逆变模式、另一个换流站从逆变模式切换至整流模式时，只需控制相应开关组合的通断，就能实现换流站运行模式的快速切换慢，保证运行模式的可靠切换。作为本实施例的进一步改进，上述结构的三端直流输电系统，每个直流换流站的正极换流器通过第一开关连接各自直流换流站的正极线路，每个直流换流站的负极换流器通过第二开关连接各自直流换流站的负极线路。每个直流换流站的正极换流器还通过第三开关连接各自换流站的负极线路，每个直流换流站的负极换流器还通过第四开关连接各自换流站的正极线路。并且，上述两个开关组合均设置在其中一个直流换流站内，每个直流换流站设置有正极母线和负极母线，第一开关通过正极母线连接相应正极线路，第二开关通过负极母线连接相应负极线路。对于三个直流换流站，其中任意一个换流站的正负极性按照以下步骤进行转换：(1)闭锁需要转换极性的换流站，控制第一开关组合与第二开关组合，断开所述转换极性的换流站与其他换流站的连接；(2)断开所述转换极性的换流站中的第一开关和第二开关，闭合所述转换极性的换流站中的第三开关和第四开关；(3)控制第一开关组合与第二开关组合，连通所述转换极性的换流站与其他换流站的连接，解锁极性转换后的换流站。本技术还能通过两个开关组合中相应开关的控制，实现换流站中的极性转换，提高换流站的正极切换到负极、同时负极切换到正极的速度，同时保证极性切换后系统的稳定性。实施例二：本实施例的三端直流输电系统如图1所示，包含三个常规直流换流站，均采用双极接线方式，公共接地点设置于其中S2换流站，与S1、S3两站的双极(正极和负极)中性母线相连。每个换流站配均备有两个用于换流器及直流双极母线隔离的隔离开关Q10S1、Q11S1、Q10S2、Q11S2、Q10S3、Q11S3，以及八个用于极性转换和极隔离的极性转换隔离开关，对于S1站，分别为Q1S1、Q2S1、Q3S1、Q4S1、Q5S1、Q6S1、Q7S1和Q8S1；对于S2站，分别为Q1S2、Q2S2、Q3S2、Q4S2、Q5S2、Q6S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三端直流输电系统，包括三个并联的直流换流站，其特征在于，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子；三个直流换流站的其中一个直流换流站设置有公共接地点，剩余的直流换流站的中性母线均连接到所述公共接地点上。

【技术特征摘要】
1.一种三端直流输电系统，包括三个并联的直流换流站，其特征在于，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子；三个直流换流站的其中一个直流换流站设置有公共接地点，剩余的直流换流站的中性母线均连接到所述公共接地点上。2.根据权利要求1所述的三端直流输电系统，其特征在于，每个直流换流站的正极换流器通过第一开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙攀磊，张爱玲，彭忠，李泰，荆雪记，赵静，胡永昌，李艳梅，陈朋，苏进国，张艳浩，肖龙，杜少林，吴战锋，申帅华，鲁庆华，霍城辉，周金萍，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：河南,41