The invention discloses a converter station with a resistance type superconducting current limiter and a DC circuit breaker and its DC fault treatment strategy. The technical scheme utilizes the high resistance characteristic of the superconducting current limiter after fault, can give full play to the breaking capacity of the DC circuit breaker under the existing technical conditions, and reduces the requirement for the breaking current of the DC circuit breaker in the multi-terminal flexible DC power grid. By using DC fault restart protection module and superconducting current limiter bypass protection module, the problem of slow recovery speed of resistance type superconducting current limiter is solved, which makes it possible for the system to restart quickly after DC fault; furthermore, a complete set of DC fault treatment is proposed for the converter station provided with resistance type superconducting current limiter and DC circuit breaker. Restart recovery strategy.
【技术实现步骤摘要】
含有电阻型超导限流器和直流断路器的换流站及其直流故障处理策略
本专利技术属于电力系统输配电
,具体涉及一种含有电阻型超导限流器和直流断路器的换流站及其直流故障处理策略。
技术介绍
我国能源生产和需求存在地理条件上的矛盾,需要通过“西电东送”、“北电南送”把电能从能源稀疏区输送至负荷密集区。目前为止,基于电网换相换流器的高压直流输电系统(LineCommutatedConverterbasedHVDC,LCC-HVDC)已成为了远距离大容量直流输电的主要方式。然而几十年的运行经验表明,其存在如下几个无法克服的内在缺陷:(1)LCC在换流过程中需要依赖于交流电源进行换相,然而如风电和光伏之类的新能源电厂不具备提供交流电源的能力,因此这直接限制了LCC-HVDC技术在诸多新能源并网场合的应用。(2)同样地,由于LCC对交流电压的过度敏感特性,受端的逆变侧系统极易发生换相失败,从而导致大量的直流输送功率中断;在多馈入场合,多条直流线路同时发生换相失败将造成严重的潮流转移,从而直接威胁到系统的安全稳定运行。(3)LCC-HVDC技术需要配置体积较大的无功功率补偿装置以及复杂的滤波器,这造成了换流站占地面积较大,选址困难。随着电力电子技术的发展,基于模块化多电平换流器的高压直流输电系统(ModularMultilevelConverterbasedHVDC,MMC-HVDC)凭借其不会发生换相失败、输出波形质量高、可以为无源网络供电等技术优势,得到了学术界和工业界的密切关注;目前已投运和在建柔性直流输电系统的最高电压等级和功率水平达到了±800kV/5000MW ...
【技术保护点】
1.一种含有电阻型超导限流器和直流断路器的换流站,其交流侧通过交流断路器与交流系统连接,直流侧通过多回直流线路与多端柔性直流系统中的其他换流站连接;其特征在于:该换流站具有两种拓扑结构:一种为真双极结构即正负极均具有独立的换流器,另一种为伪双极结构即正负极共用同一个换流器,所述换流器采用基于半桥子模块级联的模块化多电平换流器;真双极结构的换流站中正极换流器的直流高压端经过机械开关连接至换流站的正极直流母线,正极换流器的直流低压端与负极换流器的直流高压端连接并接地,负极换流器的直流低压端通过经过机械开关连接至换流站的负极直流母线;伪双极结构的换流站中换流器的直流高压端经过机械开关连接至换流站的正极直流母线,换流器的直流低压端经过机械开关连接至换流站的负极直流母线;所述直流线路依次通过电阻型超导限流装置、直流断路器、平波电抗器与换流站的正极直流母线或负极直流母线连接;所述电阻型超导限流装置包括电阻型超导限流器、旁路保护模块和直流故障重启动保护模块;其中,电阻型超导限流器与旁路保护模块采用并联方式连接之后,再与直流故障重启动保护模块采用串联方式连接;所述旁路保护模块由超快速机械开关和电流转移 ...
【技术特征摘要】
1.一种含有电阻型超导限流器和直流断路器的换流站,其交流侧通过交流断路器与交流系统连接,直流侧通过多回直流线路与多端柔性直流系统中的其他换流站连接;其特征在于:该换流站具有两种拓扑结构:一种为真双极结构即正负极均具有独立的换流器,另一种为伪双极结构即正负极共用同一个换流器,所述换流器采用基于半桥子模块级联的模块化多电平换流器;真双极结构的换流站中正极换流器的直流高压端经过机械开关连接至换流站的正极直流母线,正极换流器的直流低压端与负极换流器的直流高压端连接并接地,负极换流器的直流低压端通过经过机械开关连接至换流站的负极直流母线;伪双极结构的换流站中换流器的直流高压端经过机械开关连接至换流站的正极直流母线,换流器的直流低压端经过机械开关连接至换流站的负极直流母线;所述直流线路依次通过电阻型超导限流装置、直流断路器、平波电抗器与换流站的正极直流母线或负极直流母线连接;所述电阻型超导限流装置包括电阻型超导限流器、旁路保护模块和直流故障重启动保护模块;其中,电阻型超导限流器与旁路保护模块采用并联方式连接之后,再与直流故障重启动保护模块采用串联方式连接;所述旁路保护模块由超快速机械开关和电流转移开关串联组成,所述直流故障重启动保护模块由电流旁路支路与限流电阻并联组成。2.根据权利要求1所述的换流站,其特征在于:所述电流转移开关由多个带反并二极管的IGBT管串联组成,其中一半的IGBT管采用正向连接,另一半的IGBT管采用反向连接,所有IGBT管的基极均接收来自外部设备提供的开关控制信号。3.根据权利要求1所述的换流站,其特征在于:所述电流旁路支路采用超快速机械开关构成。4.根据权利要求1所述的换流站,其特征在于:所述旁路保护模块正常状态下处于断开状态,仅当其所连的换流站在直流故障后的重启动过程中旁路保护模块才会短时间闭合。5.根据权利要求1所述的换流站,其特征在于:所述电流旁路支路正常状态下处于闭合状态,仅当其所连的换流站在直流故障后的重启动过程中电流旁路支路才会短时间开断。6.一种如权利要求1所述换流站的直流故障处理策略,包括如下步骤:(1)基于直流电流判断系统是否发生直流故障及故障发生位置;(2)根据故障发生位置采取相应的故障处理方案:若故障点位于站内,则停运故障极换流器且断开故障极直流母线所连接的直流线路;若故障点位于站外,则借助直流断路器断开故障的直流线路;(3)对于故障点位于站外的直流线路故障,当直流线路充分去游离之后,对系统进行重启动。7.根据权利要求6所述的直流故障处理策略,其特征在于:所述步骤(1)的具体实现方式如下:对于任一与换流站直流母...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙建龙,韩笑,李妍,王庭华,曹程杰,储方舟,缪芸,徐政,张哲任,徐雨哲,
申请(专利权)人:国网江苏省电力有限公司经济技术研究院,国网江苏电力设计咨询有限公司,国网江苏省电力有限公司,国家电网有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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