一种高压直流输电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高压直流输电系统，包括：一个送端整流换流站、两个受端逆变换流站及两个为双极线路结构的直流线路；所述送端整流换流站及两个所述受端逆变换流站均采用对称双极结构；所述两个受端逆变换流站与所述两条直流线路一一对应，并通过所述两条直流线路并联于所述送端整流换流站的出线端；所述送端整流换流站包括送端换流变压器及LCC换流器，所述受端逆变换流站包括VSC换流器及受端换流变压器。该高压直流输电系统结合了LCC‑HVDC和VSC‑HVDC的优点，可实现经济、可靠的输电。

A HVDC Transmission System

The utility model discloses a high voltage direct current transmission system, which comprises a feeder rectifier converter station, two receivers reverse converter stations and two DC lines with bipolar structure; the feeder rectifier converter station and two receivers Reverse Converter Stations adopt symmetrical bipolar structure; the two receivers Reverse Converter Stations correspond to the two DC lines one by one and pass through the two DC lines. The two DC lines are connected in parallel at the outlet of the feeder rectifier converter station, which comprises a feeder converter transformer and an LCC converter, and the receiving reverse converter station includes a VSC converter and a receiving converter transformer. This HVDC transmission system combines the advantages of LCC HVDC and VSC HVDC, and can realize economical and reliable transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流输电系统
本技术涉及高压输电
，尤其是涉及一种高压直流输电系统。
技术介绍
随着社会经济发展，对电力的需求越来越大，如何实现更加经济、可靠的输电越来越受到广泛关注。目前国内外已投运的直流工程一般为基于电网换相技术的传统直流输电系统(LCC-HVDC)，具有输送容量大、造价低等优势，但是LCC-HVDC存在逆变站易换相失败、无法对弱交流系统供电、运行中消耗大量无功功率等缺陷。另外有些是基于电压源型换流器的柔性直流输电系统(VSC-HVDC)，由于其具有可独立快速控制有功和无功功率、不存在换相失败问题、可为无源孤岛供电等优点，越来越受到学术界与工业界的青睐，然而VSC-HVDC存在成本较高，且损耗相对较高等缺陷。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种高压直流输电系统，其结合了LCC-HVDC和VSC-HVDC的优点，可实现经济、可靠的输电。为了实现上述目的，本技术实施例提供了一种高压直流输电系统，包括：一个送端整流换流站、两个受端逆变换流站及两个为双极线路结构的直流线路；所述送端整流换流站及两个所述受端逆变换流站均采用对称双极结构；所述两个受端逆变换流站与所述两条直流线路一一对应，并通过所述两条直流线路并联于所述送端整流换流站的出线端；所述送端整流换流站包括至少两个用于对高压交流电进行变压处理的送端换流变压器及N个用于将变压处理后的交流电转换成直流电的LCC换流器；N≥2且为2的倍数；所述受端逆变换流站包括两个用于将直流电转换为交流电的VSC换流器及多个用于将转换后的交流电进行变压处理的受端换流变压器；每个所述LCC换流器的正负极均连接有对应的送端换流变压器，所述N个LCC换流器依次连接，所述N个LCC换流器中的中间两个LCC换流器通过送端整流换流站的接地极线接地，所述N个LCC换流器通过对应的直流线路与所述两个受端逆变换流站的所述两个VSC换流器对应连接；每一受端逆变换流站的所述两个VSC换流器相互连接且两者通过该受端逆变换流站的接地极线接地，且所述两个VSC换流器与对应的受端换流变压器连接。作为上述方案的改进，所述N为4，则所述VSC换流器由两个模块化多电平换流器串联构成；所述N为2，则所述VSC换流器由一个模块化多电平换流器构成。作为上述方案的改进，所述LCC换流器为由半控型功率半导体组成的十二脉动桥式换流器，且每个所述十二脉动桥式换流器由两个六脉动桥式换流器串联构成；所述VSC换流器采用全桥子模块拓扑或采用全桥子模块拓扑和半桥子模块拓扑混合的模块化多电平换流器。作为上述方案的改进，所述半控型功率半导体为晶闸管；所述全桥子模块拓扑为由可关断的全控型功率半导体以及直流电容组成且为可输出正电平、负电平和零电平的拓扑结构，所述半桥子模块拓扑为由可关断的全控型功率半导体以及直流电容组成且为可输出正电平和零电平的拓扑结构。作为上述方案的改进，所述可关断的全控型功率半导体为绝缘栅双极型晶体管、集成门极换流晶闸管、可关断晶闸管、电力场效应管、电子注入增强栅晶体管、门极换流晶闸管和碳化硅增强型结型场效应晶体管中的一种。作为上述方案的改进，所述两个受端逆变换流站的每一极线出线端均通过一直流高速开关与对应的直流线路的直流极线连接。作为上述方案的改进，所述两个受端逆变换流站的接地极线与极线之间分别设置有一金属回路转换开关和一大地回路转换开关，用以将直流电流从单极大地回线转换到单极金属回线或从单极金属回线转换到单极大地回线。作为上述方案的改进，所述两个受端逆变换流站的中性母线中设置有一直流电抗器及一中性母线开关，所述送端整流换流站的中性母线中分别设置有一平波电抗器及一中性母线开关。作为上述方案的改进，所述送端整流换流站的每一极线均串联有一平波电抗器，所述两个受端逆变换流站的每一极线均串联有一直流电抗器。作为上述方案的改进，所述送端整流换流站的极线设置有一直流滤波器；所述送端整流换流站还设置有一交流滤波器。本技术实施例提供的所述高压直流输电系统，是在两端直流输电系统的基础上，再并联上一个受端逆变换流站，从而实现一送端给两个受端输电，这样该系统可以将送端大量电力同时传输到多个负荷中心，节省线路走廊，降低建设成本；此外，由于该系统的送端整流换流站包括送端换流变压器和LCC换流器，受端逆变换流站包括VSC换流器和受端换流变压器，这样该系统结合了LCC-HVDC输电系统和VSC-HVDC输电系统的优点，可实现经济、可靠的输电。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本技术实施例提供的一种高压直流输电系统的简化示意图；图2是本技术实施例提供的第一种高压直流输电系统的结构示意图；图3是本技术实施例提供的第二种高压直流输电系统的结构示意图；图4是本技术实施例提供的第三种高压直流输电系统的结构示意图；图5是本技术实施例提供的第四种高压直流输电系统的结构示意图；图6是本技术实施例提供的第五种高压直流输电系统的结构示意图；图7是模块化多电平换流器的结构示意图；图8是全桥子模块的结构示意图；图9是半桥子模块的结构示意图。附图标注说明：1.送端整流换流站；10.送端换流变压器；11.LCC换流器；12.直流滤波器；13.交流滤波器；2.受端逆变换流站；20.VSC换流器；200.模块化多电平换流器；21.受端换流变压器；22.直流高速开关；23.金属回路转换开关；24.大地回路转换开关；3.直流线路；4.平波电抗器；5.中性母线开关；6.直流电抗器。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。参见图1至图6，本技术实施例提供了一种高压直流输电系统，包括：一个送端整流换流站1、两个受端逆变换流站2及两个为双极线路结构的直流线路3；所述送端整流换流站1及两个所述受端逆变换流站2均采用对称双极结构；所述两个受端逆变换流站2与所述两条直流线路3一一对应，并通过所述两条直流线路3并联于所述送端整流换流站1的出线端；所述送端整流换流站1包括至少两个用于对高压交流电进行变压处理的送端换流变压器10及N个用于将变压处理后的交流电转换成直流电的LCC换流器11；N≥2且为2的倍数；所述受端逆变换流站2包括两个用于将直流电转换为交流电的VSC换流器20及多个用于将转换后的交流电进行变压处理的受端换流变压器21；每个所述LCC换流器11的正负极均连接有对应的送端换流变压器10，所述N个LCC换流器11依次连接，所述N个LCC换流器11中的中间两个LCC换流器11通过送端整流换流站1的接地极线接地，所述N个LCC换流器11通过对应的直流线路3与所述两个受端逆变换流站2的所述两个VSC换流器20对应连接；每一受端逆变换流站2的所述两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流输电系统，其特征在于，包括：一个送端整流换流站、两个受端逆变换流站及两个为双极线路结构的直流线路；所述送端整流换流站及两个所述受端逆变换流站均采用对称双极结构；所述两个受端逆变换流站与所述两条直流线路一一对应，并通过所述两条直流线路并联于所述送端整流换流站的出线端；所述送端整流换流站包括至少两个用于对高压交流电进行变压处理的送端换流变压器及N个用于将变压处理后的交流电转换成直流电的LCC换流器；N≥2且为2的倍数；所述受端逆变换流站包括两个用于将直流电转换为交流电的VSC换流器及多个用于将转换后的交流电进行变压处理的受端换流变压器；每个所述LCC换流器的正负极均连接有对应的送端换流变压器，所述N个LCC换流器依次连接，所述N个LCC换流器中的中间两个LCC换流器通过送端整流换流站的接地极线接地，所述N个LCC换流器通过对应的直流线路与所述两个受端逆变换流站的所述两个VSC换流器对应连接；每一受端逆变换流站的所述两个VSC换流器相互连接且两者通过该受端逆变换流站的接地极线接地，且所述两个VSC换流器与对应的受端换流变压器连接。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电系统，其特征在于，包括：一个送端整流换流站、两个受端逆变换流站及两个为双极线路结构的直流线路；所述送端整流换流站及两个所述受端逆变换流站均采用对称双极结构；所述两个受端逆变换流站与所述两条直流线路一一对应，并通过所述两条直流线路并联于所述送端整流换流站的出线端；所述送端整流换流站包括至少两个用于对高压交流电进行变压处理的送端换流变压器及N个用于将变压处理后的交流电转换成直流电的LCC换流器；N≥2且为2的倍数；所述受端逆变换流站包括两个用于将直流电转换为交流电的VSC换流器及多个用于将转换后的交流电进行变压处理的受端换流变压器；每个所述LCC换流器的正负极均连接有对应的送端换流变压器，所述N个LCC换流器依次连接，所述N个LCC换流器中的中间两个LCC换流器通过送端整流换流站的接地极线接地，所述N个LCC换流器通过对应的直流线路与所述两个受端逆变换流站的所述两个VSC换流器对应连接；每一受端逆变换流站的所述两个VSC换流器相互连接且两者通过该受端逆变换流站的接地极线接地，且所述两个VSC换流器与对应的受端换流变压器连接。2.根据权利要求1所述的高压直流输电系统，其特征在于，所述N为4，则所述VSC换流器由两个模块化多电平换流器串联构成；所述N为2，则所述VSC换流器由一个模块化多电平换流器构成。3.根据权利要求2所述的高压直流输电系统，其特征在于，所述LCC换流器为由半控型功率半导体组成的十二脉动桥式换流器，且每个所述十二脉动桥式换流器由两个六脉动桥式换流器串联构成；所述VSC换流器采用全桥子模块拓扑或采用全桥子模块拓扑和半桥子模块拓扑混合的模块化多电平换流器。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：侯婷，许树楷，周月宾，赵晓斌，卢毓欣，魏伟，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广东,44