换流站制造技术

本实用新型专利技术提供从电网换相换流器高压直流换流站升级得到的换流站，包括升级换流器组，其包括替代所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组中至少一个电网换相换流器的至少一个电压源型换流器，其中升级换流器组中的电压源型换流器的输出电压的电平数低于一预定值以便升级换流器组所使用的换流阀的总体积小于电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组所使用的换流阀的总体积。通过降低电压源型换流器的输出电压的电平数，可以有效地减小其换流阀的总体积。这使得可以重复使用原电网换相换流器的阀厅来安装电压源型换流器的换流阀。这缩短了升级工程的周期并且降低了成本。

Converter station

The utility model provides the converter from the commutated converter in HVDC converter station upgrade, including upgrading converter group, which includes replacing the commutated converter HVDC power grid commutation for at least one commutated converter at least one voltage source converter the converter group, the level of output voltage of voltage source converter upgrade device in converter is lower than a predetermined value so as to upgrade the converter group used the total volume of valve less than commutated converter HVDC power system for the total volume of valve phase the converter used by the group. By reducing the level of the output voltage of the voltage source converter, the total volume of the converter valve can be effectively reduced. This allows the converter valve to be installed in the valve hall of the original grid commutated converter to install the converter valve of the voltage source converter. This reduces the cost of upgrading the project and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】
换流站
本技术涉及通过高压直流链路在交流网络之间传递电力的装置，更具体地说，涉及对所述装置升级而得到的装置。
技术介绍
对于远距离的或针对特殊应用的大容量电力传输，高压直流传输系统(HVDC)是一种高效的解决方案。目前，高压直流传输系统所使用的换流器可分为电网换相换流器(linecommutatedconverter,LCC)和电压源型换流器(voltagesourceconverter,VSC)。较早使用的电网换相换流器采用汞弧阀，从70年代开始，晶闸管广泛地应用于电网换相换流器。如今，已经建设了多于100个基于电网换相换流器的高压直流传输系统。然而，晶闸管可以受控导通，其关断却依赖于外部的交流系统。这限制了高压直流传输系统的应用范围并且带来各种弊端，例如换相失败。此外，电网换相换流器高压直流传输系统需要大量的交流滤波器来抑制谐波电流分量并且对无功进行补偿。从90年代后半段开始，电压源型换流器高压直流传输系统获得了显著的发展，例如广泛地应用于离岸风场的连接、城市供电(city-infeed)、背靠背系统(BtB)和直流电网系统。电压源型换流器高压直流传输系统通常采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为换流阀，其具有受控导通和受控关断能力。这使得电压源型换流器的控制比较灵活，从而高压直流传输系统可以在弱交流系统中运行，甚至可以对无源网络提供电力。此外，多数电压源型换流器具有较小的体积。由于上述优势以及随着电压源型换流器高压直流传输系统的电压等级和功率容量的显著提高，采用电压源型换流器来替代现有的电网换相换流器来对电网换相换流器高压直流传输系统成为可能，其解决了在多馈入(multi-infeed)区域的换相失败的问题，并且提高了电网系统的安全性和控制的灵活性。电压源型换流器的拓扑包括两电平电压源型换流器、三电平电压源型换流器以及模块化多电平电压源型换流器(modularmultilevelconverter,MMC)。图1A、1B和1C分别示出两电平电压源型换流器、三电平电压源型换流器以及模块化多电平电压源型换流器。与两电平电压源型换流器和三电平电压源型换流器比较而言，模块化多电平电压源型换流器具有更高的效率和更低的总谐波畸变率。然而，由于其每个模块中采用大量的电容器，模块化多电平电压源型换流器的换流阀的尺寸和重量较大，其甚至高于电网换相换流器的换流阀。例如，专利申请CN105262125A公开了以模块化多电平电压源型换流器替代12脉动电网换相换流器来对电网换相换流器高压直流传输系统升级的技术方案，同时保留原电网换相换流器高压直流传输系统的换流器变压器、穿墙套管和接地极。但是，如上所述模块化多电平电压源型换流器的所使用的换流阀的总体积和重量通常高于电网换相换流器的换流阀，这使得难以重复使用原电网换相换流器的阀厅来安装模块化多电平电压源型换流器的换流阀。因此需要新的阀厅或者对旧的阀厅进行扩展。这延长了升级工程的周期并且带来额外的成本。
技术实现思路
针对上述技术问题，根据本技术的一个方面提供一种从电网换相换流器高压直流换流站升级得到的换流站，其中：所述电网换相换流器高压直流换流站包括：电网换相换流器组；将所述电网换相换流器组的直流侧电气耦合到高压直流传输网络的第一直流端子和第二直流端子、变流器变压器组、与所述电网换相换流器组的交流侧通过所述变流器变压器组电气耦合的交流母线和与所述电网换相换流器组电气耦合的交流滤波器，用于抑制在所述电网换相换流器高压直流换流站使用中所述电网换相换流器组馈送至所述交流母线的谐波；升级换流器组，其包括替代所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组中至少一个电网换相换流器的至少一个电压源型换流器，所述升级换流器组的直流侧电气耦合到所述高压直流传输网络的第一直流端子和第二直流端子并且其交流侧通过所述电网换相换流器高压直流换流站的变流器变压器组与所述电网换相换流器高压直流换流站的交流母线电气耦合；以及所述升级换流器组中的电压源型换流器的输出电压的电平数低于一预定值以便所述升级换流器组所使用的换流阀的总体积小于所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组所使用的换流阀的总体积。根据本技术的另一个方面，提供一种从电网换相换流器高压直流换流站升级得到的换流站，其中：所述电网换相换流器高压直流换流站包括：电网换相换流器组、将所述电网换相换流器组的直流侧电气耦合到高压直流传输网络的第一直流端子和第二直流端子、变流器变压器组、与所述电网换相换流器组的交流侧通过所述变流器变压器组电气耦合的交流母线和与所述电网换相换流器组电气耦合的交流滤波器，用于抑制在所述电网换相换流器高压直流换流站使用中所述电网换相换流器组馈送至所述交流母线的谐波；替代所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组的基于受控关断器件的电流源型换流器组，其直流侧电气耦合到所述高压直流传输网络的第一直流端子和第二直流端子并且其交流侧通过所述电网换相换流器高压直流换流站的变流器变压器组与所述电网换相换流器高压直流换流站的交流母线电气耦合；以及所述基于受控关断器件的电流源型换流器组中的每个基于受控关断器件的电流源型换流器的输出电压的电平数低于一预定值以便所述基于受控关断器件的电流源型换流器组的体积小于所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组所使用的换流阀的总体积。电压源型换流器的换流阀数目随着其输出电压的电平数的增加而增加，反之亦然。随着换流阀数目的增加，电压源型换流器所采用的换流阀的总体积也增加，反之亦然。因此，通过降低电压源型换流器的输出电压的电平数，可以有效地减小其换流阀的总体积。这使得可以重复使用原电网换相换流器的阀厅来安装电压源型换流器的换流阀。这缩短了升级工程的周期并且降低了成本。优选地，所述升级换流器组包括替代所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组中每个电网换相换流器的相应的电压源型换流器。相对于替换部分电网换相换流器而言，这进一步减小换流阀的总体积或者在可以重复使用原电网换相换流器的阀厅来安装电压源型换流器的换流阀的条件下选用较低输出电压电平数的电压源型换流器。优选地，所述电压源型换流器的输出电压的调制频率还依据所述电网换相换流器高压直流换流站的交流滤波器的参数来选择，以便在所述升级得到的换流站的使用中，所述交流滤波器将所述升级换流器组馈送至所述交流母线的谐波抑制到预定水平。优选地，所述升级换流器组包括串联或并联连接的电网换相换流器和两电平电压源型换流器。串联连接可以承受较高的直流电压，并联连接可以解决直流电流超过了换流阀容量的问题。优选地，所述升级换流器组的电压源型换流器采用基频调制、优化PWM调制、或准两电平调制方案。优选地，所述升级换流器组包括串联或并联连接的、基于全控功率器件的两电平电压源型换流器。实践上表明，两电平电压源型换流器的换流阀的总体积小于电网换相换流器的换流阀的总体积。优选地，在所述升级换流器组和所述电网换相换流器高压直流换流站的变流器变压器组之间布置换流电抗器组，以及在所述升级换流器组和所述电网换相换流器高压直流换流站的变流器变压器组之间布置交流电抗器。因此，具有较低的输出电压的电平数的电压源型换流器升级换流器组的交流输出谐波可以进一步得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从电网换相换流器高压直流换流站升级得到的换流站，其中：所述电网换相换流器高压直流换流站包括：电网换相换流器组；将所述电网换相换流器组的直流侧电气耦合到高压直流传输网络的第一直流端子和第二直流端子；变流器变压器组；与所述电网换相换流器组的交流侧通过所述变流器变压器组电气耦合的交流母线；和与所述电网换相换流器组电气耦合的交流滤波器，用于抑制在所述电网换相换流器高压直流换流站使用中所述电网换相换流器组馈送至所述交流母线的谐波；升级换流器组，其包括替代所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组中至少一个电网换相换流器的至少一个电压源型换流器，所述升级换流器组的直流侧电气耦合到所述高压直流传输网络的第一直流端子和第二直流端子并且其交流侧通过所述电网换相换流器高压直流换流站的变流器变压器组与所述电网换相换流器高压直流换流站的交流母线电气耦合；以及所述升级换流器组中的电压源型换流器的输出电压的电平数低于一预定值以便所述升级换流器组所使用的换流阀的总体积小于所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组所使用的换流阀的总体积。

【技术特征摘要】
1.一种从电网换相换流器高压直流换流站升级得到的换流站，其中：所述电网换相换流器高压直流换流站包括：电网换相换流器组；将所述电网换相换流器组的直流侧电气耦合到高压直流传输网络的第一直流端子和第二直流端子；变流器变压器组；与所述电网换相换流器组的交流侧通过所述变流器变压器组电气耦合的交流母线；和与所述电网换相换流器组电气耦合的交流滤波器，用于抑制在所述电网换相换流器高压直流换流站使用中所述电网换相换流器组馈送至所述交流母线的谐波；升级换流器组，其包括替代所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组中至少一个电网换相换流器的至少一个电压源型换流器，所述升级换流器组的直流侧电气耦合到所述高压直流传输网络的第一直流端子和第二直流端子并且其交流侧通过所述电网换相换流器高压直流换流站的变流器变压器组与所述电网换相换流器高压直流换流站的交流母线电气耦合；以及所述升级换流器组中的电压源型换流器的输出电压的电平数低于一预定值以便所述升级换流器组所使用的换流阀的总体积小于所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组所使用的换流阀的总体积。2.如权利要求1所述的换流站，其中：所述升级换流器组包括替代所述电网换相换流器高压直流换流站的电网换相换流器组中每个电网换相换流器的相应的电压源型换流器。3.如权利要求1所述的换流站，其中：所述升级换流器组包括串联或并联连接的电网换相换流器和两电平电压源型换流器。4.如权利要求2所述的换流站，其中：所述升级换流器组包...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·斯泰梅，蒋洪波，张利东，弗兰斯·迪吉库伊曾，潘久平，马茨·安德森，苑春明，谢海莲，刘前进，杨晓波，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：新型
国别省市：瑞士,CH