高压直流输电系统技术方案

本公开的实施例涉及高压直流输电系统。根据一些实施例，提供了一种用于高压直流输电系统的电网换相换流器系统，包括：电网换相换流器；变压器，所述变压器的分接头是可调的以便控制直流母线电压；和控制器，被配置在正常运行模式下以固定的触发角指令控制所述电网换相换流器将交流输入转换为直流母线电压。

【技术实现步骤摘要】
高压直流输电系统
本公开的实施例涉及电力领域，并且更具体地涉及高压直流输电系统。
技术介绍
电网换相换流器(LCC)整流站广泛应用于高压直流输电系统。电网换相换流器通常使用晶闸管换流阀来实现，并可以通过触发角进行控制。由晶闸管换流阀形成的换流器是一个典型的非线性设备，在其实现有功功率的转换时，需要从交流系统吸收无功功率。可以使用交流滤波器和并联电容器对无功功率进行补偿。然而，这些补偿设备占据很大的空间，并提高了系统的复杂性和成本。另外，随着触发角的增加，这些缺点变得越来越严重。目前在电网换相换流器系统的整流站中通常使用15度的触发角。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提出一种至少部分解决现有技术中的上述缺点的电网换相换流器系统、相应的高压直流输电系统和方法。根据一些实施例，提供了一种用于高压直流(HVDC)输电系统的电网换相换流器(LCC)系统。电网换相换流器系统包括电网换相换流器(LCC)；变压器，所述变压器的分接头是可调的以便通过控制阀侧交流电压来控制直流母线电压；和控制器，被配置在正常运行模式下以固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)将交流输入转换为直流母线电压。在一些实施例中，所述控制器还被配置为：在固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)的同时，控制所述变压器的分接头的位置以便控制直流母线电压。在一些实施例中，在所述变压器的分接头的位置改变期间，位于所述高压直流(HVDC)输电系统的另一侧的电压源换流器(VSC)对直流母线电压起到稳定作用。在一些实施例中，所述电网换相换流器(LCC)被配置为操作在直流电压控制模式中，并且电压源换流器(VSC)被配置为操作在有功功率类控制模式中。在一些实施例中，所述触发角为所述电网换相换流器(LCC)的最小额定触发角。根据一些实施例，提供了一种高压直流(HVDC)输电系统。高压直流输电系统包括电网换相换流器(LCC)系统和电压源换流器(VSC)，位于所述高压直流(HVDC)输电系统的另一侧。电网换相换流器系统包括：电网换相换流器(LCC)；变压器，所述变压器的分接头是可调的以便控制直流母线电压；和控制器，被配置在正常运行模式下以固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)将交流输入转换为直流母线电压。在一些实施例中，所述控制器还被配置为：在固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)的同时，控制所述变压器的分接头的位置以便控制直流母线电压。在一些实施例中，在所述变压器的分接头的位置改变期间，所述电压源换流器(VSC)对直流母线电压起到稳定作用。在一些实施例中，所述电网换相换流器(LCC)被配置为操作在直流电压控制模式中，并且电压源换流器(VSC)被配置为操作在有功功率类控制模式中。在一些实施例中，所述触发角为所述电网换相换流器(LCC)的最小额定触发角。根据一些实施例，提供了一种用于高压直流(HVDC)输电系统的方法。所述高压直流(HVDC)输电系统包括电网换相换流器(LCC)系统，其包括电网换相换流器(LCC)和变压器，所述变压器的分接头是可调的以便控制直流母线电压。所述方法包括在正常运行模式下以固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)将交流输入转换为直流母线电压。在一些实施例中，在固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)的同时，控制所述变压器的分接头的位置以便控制直流母线电压。在一些实施例中，在所述变压器的分接头的位置改变期间，位于所述高压直流(HVDC)输电系统的另一侧的电压源换流器(VSC)对直流母线电压起到稳定作用。在一些实施例中，在直流电压控制模式中操作所述电网换相换流器(LCC)，并且在有功功率类控制模式中操作电压源换流器(VSC)。在一些实施例中，所述触发角为所述电网换相换流器(LCC)的最小额定触发角。附图说明通过结合附图更详细地描述本公开所描述的技术方案的示例性实施例，本公开所描述的技术方案的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的技术方案的实施例中，相同附图标记通常表示相同的部件。图1示出了根据本公开的实施例的高压直流输电系统的框图；以及图2示出了根据本公开的实施例的用于高压直流输电系统的方法的流程图。具体实施方式现在将参考几个实施例来讨论本公开所描述的技术方案。应当理解，这些实施例仅为了使本领域技术人员能够更好地理解并因此实现本公开所描述的技术方案而进行讨论，而不是暗示对技术方案范围的任何限制。如本公开所使用的，术语“包括”及其变体将被视为开放式术语，其表示“包括但不限于”。术语“基于”应被视为“至少基于”，术语“一个实施例”和“实施例”应被视为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”应被视为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指不同的或相同的对象。下面还包括其他定义、显式和隐含特征。术语的定义在整个描述中是一致的，除非上下文另有明确指出。特别地，在下文描述中将会涉及若干具体的数值或者数值范围。这些数值或者数值范围都是示例性的，无意对本公开的范围做出任何强制性限制。根据实际的需求和应用场景，这些数值或者数值范围中的一个或多个可以被改变。图1示出了根据本公开的实施例的高压直流(HVDC)输电系统10的示意性框图。在该实施例中，HVDC输电系统10包括电网换相换流器(LCC)系统20和电压源换流器(VSC)系统30。LCC系统20作为整流站，并且VSC系统30作为逆变站。在LCC系统20与VSC系统30之间设置有输电线路40，用于传输直流电。如图1所示，LCC系统20包括电网换相换流器(LCC)24和变压器22。变压器22与交流输入连接，并可以对交流输入执行变压功能。电网换相换流器24从变压器22接收交流输入，并将交流输入转换为直流输出，以用于在输电线路40上进行传输。在一些实施例中，电网换相换流器可以操作在直流电压控制模式中。电压源换流器可以操作在有功功率类控制模式中。有功功率类控制模式可以包括直流电压控制模式、直流电流控制模式和有功功率控制模式。混合高压直流(HVDC)输电系统包括LCC整流站和VSC逆变站。混合HVDC输电系统可以实现成本与性能之间的平衡。一方面，由于在发送端使用了电网换相换流器而降低了成本和功率损耗。另一方面，由于在接收端使用了电压源换流器而避免了换流故障，并在多馈入电网和弱交流电网中提供了更好的性能。应当理解，尽管这里以混合高压直流输电系统为例进行描述，然而应当理解本公开的实施例也可以应用于其他类型的高压直流输电系统，例如LCC-HVDC输电系统，其采用LCC整流站和LCC逆变站。根据本公开的实施例，变压器22的分接头是可调的，以用于调节LCC系统20的直流侧电压。这使得可以不使用触发角对电网换相换流器进行控制。具体而言，LCC系统20还包括控制器50，其被配置为在正常运行模式下以固定的触发角指令来控制电网换相换流器24将交流输入转换为直流母线电压。在一些实施例中，控制器50在固定的触发角指令控制电网换相换流器24的同时，控制变压器22的分接头的位置以便控制直流母线电压。在目前的电网换相换流器中，如果整流站的交流侧出现故障，这导致交流电压降低，则需要降低触发角(例如，从15度降低到10度)来保持直流电压稳定。然而，根据本公开的实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高压直流(HVDC)输电系统的电网换相换流器(LCC)系统，包括：电网换相换流器(LCC)；变压器，所述变压器的分接头是可调的以便控制直流母线电压；和控制器，被配置在正常运行模式下以固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)将交流输入转换为直流母线电压。

【技术特征摘要】
1.一种用于高压直流(HVDC)输电系统的电网换相换流器(LCC)系统，包括：电网换相换流器(LCC)；变压器，所述变压器的分接头是可调的以便控制直流母线电压；和控制器，被配置在正常运行模式下以固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)将交流输入转换为直流母线电压。2.根据权利要求1所述的电网换相换流器(LCC)系统，其中：所述控制器还被配置为：在固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)的同时，控制所述变压器的分接头的位置以便控制直流母线电压。3.根据权利要求1或2所述的电网换相换流器(LCC)系统，其中：在所述变压器的分接头的位置改变期间，位于所述高压直流(HVDC)输电系统的另一侧的电压源换流器(VSC)对直流母线电压起到稳定作用。4.根据权利要求3所述的电网换相换流器(LCC)系统，其中所述电网换相换流器(LCC)被配置为操作在直流电压控制模式中，并且电压源换流器(VSC)被配置为操作在有功功率类控制模式中。5.根据权利要求1或2所述的电网换相换流器(LCC)系统，其中所述触发角为所述电网换相换流器(LCC)的最小额定触发角。6.一种高压直流(HVDC)输电系统，包括：电网换相换流器(LCC)系统，包括：电网换相换流器(LCC)；变压器，所述变压器的分接头是可调的以便控制直流母线电压；和控制器，被配置在正常运行模式下以固定的触发角指令控制所述电网换相换流器(LCC)将交流输入转换为直流母线电压；和电压源换流器(VSC)，位于所述高压直流(HVDC)输电系统的另一侧。7.根据权利要求6所述的高压直流(HVDC)输电系统，其中：所述控制器还被配置为：在固定的触发角指令控制所述电网换相换流器...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑春明，马茨·安德森，杨晓波，李奇南，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH