【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统输配电领域，特别是关于一种lcc-dr级联型直流输电系统及其直流故障穿越方法。
技术介绍
1、风电作为目前世界范围内最具前景的新能源之一，将在新能源发展中发挥主导作用。中国的沙漠、戈壁、荒漠地区风能与国土空间资源丰富，适合建设大规模陆上风电基地。然而，沙戈荒地区无消纳能力，大型新能源基地需采用直流远距离送出的开发模式。不断推进的新型电力系统建设为直流输电系统带来新的挑战：大规模风电基地接入后，送端交流电网的网架更加薄弱，送端系统强度下降；沙戈荒地区甚至缺少就地常规水火电源，呈现为新能源孤岛送出。
2、为实现孤岛风电接入，研究人员采用模块化多电平换流器(modular multilevelconverter，mmc)作为送端换流站。mmc采用构网型(grid forming，gfm)控制，建立稳定交流电压。张北四端电网和江苏如东海上风电工程均采用柔性直流输电方案实现孤岛风电送出。但是mmc成本昂贵，且受限于现有器件制造水平，容量相对较小，难以实现大规模风电输送。
3、基于电网换相换流器的高压直流输电系统(line commutated converter basedhigh voltage direct current，lcc-hvdc)通流能力强、成本低且具备直流故障自清除能力，在远距离大容量输电的应用场景下具有显著优势，研究人员提出lcc(电网换相换流器)可应用于大规模陆上风电传输。研究人员还提出构网型风机接入二极管整流器(dioderectifier，dr)的孤岛风电送出方案，进
4、然而陆上远距离输电多采用直流架空线路，dr由于缺乏控制能力而无法应对直流故障。研究人员进一步提出了多种基于dr与mmc的混合型输电系统，但是上述组合换流器仍适用于基于电缆的孤岛风电送出，并未实现直流故障自清除。此外，上述单类换流器及组合式换流器在经济性或技术性上仍有提升空间。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种lcc-dr级联型直流输电系统及其直流故障穿越方法，能够提升现有直流输电系统输电可靠性，并能够实现直流故障自清除。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：第一方面，提供一种lcc-dr级联型直流输电系统，采用对称双极性接线方式，包括整流侧依次串联连接的第一正极高压阀组、第一正极低压阀组、第一负极低压阀组和第一负极高压阀组以及逆变侧包括依次串联连接的第二正极高压阀组、第二正极低压阀组、第二负极低压阀组和第二负极高压阀组，其中，所述第一正极高压阀组和第一负极高压阀组采用lcc或dr、所述第一正极低压阀组和第一负极低压阀组对应采用dr或lcc；
3、所述第一正极高压阀组和第一负极高压阀组的正极接口连接对应所述第二正极高压阀组和第二负极高压阀组的正极接口，所述第一正极低压阀组、第一负极低压阀组、第二正极低压阀组和第二负极低压阀组的负极接口均接地；所述第一正极高压阀组、第一正极低压阀组、第一负极低压阀组和第一负极高压阀组的交流侧接口分别连接送端交流系统；所述第二正极高压阀组、第二正极低压阀组、第二负极低压阀组和第二负极高压阀组的交流侧接口分别连接受端交流电网；
4、当整流侧的lcc强制移相后输出负直流电压的绝对值大于dr在故障期间的正直流电压时，能够实现整流侧的直流故障电流自清除。
5、第二方面，提供一种lcc-dr级联型直流输电系统，采用不对称正极性接线形式，包括整流侧串联连接的第一高压阀组和第一低压阀组以及逆变侧串联连接的第二高压阀组和第二低压阀组，其中，所述第一高压阀组采用lcc或dr、所述第一低压阀组对应采用dr或lcc；
6、所述第一高压阀组的正极接口连接所述第二高压阀组的正极接口，所述第一低压阀组和第二低压阀组的负极接口均接地；所述第一高压阀组和第一低压阀组的交流侧接口分别连接送端交流系统；所述第二高压阀组和第二低压阀组的交流侧接口分别连接受端交流电网；
7、当整流侧的lcc强制移相后输出负直流电压的绝对值大于dr在故障期间的正直流电压时，能够实现整流侧的直流故障电流自清除。
8、第三方面，提供一种lcc-dr级联型直流输电系统，采用不对称负极性接线形式，包括整流侧串联连接的第三高压阀组和第三低压阀组以及逆变侧串联连接的第四高压阀组和第四低压阀组，其中，所述第三高压阀组采用lcc或dr、所述第三低压阀组对应采用dr或lcc；
9、所述第三高压阀组的正极接口和所述第四高压阀组的正极接口均接地，所述第三低压阀组的负极接口连接所述第四低压阀组的负极接口；所述第三高压阀组和第三低压阀组的交流侧接口分别连接送端交流系统；所述第四高压阀组和第四低压阀组的交流侧接口分别连接受端交流电网；
10、当整流侧的lcc强制移相后输出负直流电压的绝对值大于dr在故障期间的正直流电压时，能够实现整流侧的直流故障电流自清除。
11、进一步地，整流侧串联连接的高压阀组和低压阀组的交流侧接口还分别连接交流耗能装置和整流侧交流滤波器。
12、进一步地，逆变侧串联连接的高压阀组和低压阀组的交流侧接口还分别连接逆变侧交流滤波器。
13、进一步地，逆变侧串联连接的高压阀组和低压阀组的所用的换流器为电网换相换流器、半桥型模块化多电平换流器、全桥型模块化多电平换流器或混合型模块化多电平换流器。
14、进一步地，所述送端交流系统采用强交流电网、弱交流电网、新能源孤岛或上述三种组合接入。
15、进一步地，所述lcc和dr均采用12脉动换流单元。
16、第四方面，提供一种基于lcc-dr级联型直流输电系统的直流故障穿越方法，包括：
17、在不闭锁直流输电系统的各高压阀组和低压阀组中的换流器且不使用断路器的前提下，控制各高压阀组和低压阀组中的换流器之间配合执行，将直流输电系统的整流侧和逆变侧的故障电流限制为0，实现直流故障穿越。
18、进一步地，当直流输电系统采用对称双极性接线方式时，该方法包括：
19、判断直流输电系统的直流侧是否发生故障，
20、若发生故障，则将整流侧的各lcc由定直流电压控制切换为定触发角控制，通过强制移相实现对lcc输出负压，dr输出电压仍为正，直流输电系统的直流侧电压为零，抑制短路电流上升，直流输电系统的逆变侧利用晶闸管的单向导通特性阻断故障电流，直流输电系统的整流侧的交流耗能装置投入耗散盈余功率；
21、故障点去游离过程完成后，控制直流输电系统重新启动，整流侧的各lcc恢复定直流电压控制；
22、切除交流耗能装置，直流输电系统恢复至稳态运行状态，直流故障穿越完成。
23、本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
24、1、本专利技术可以不依赖断路器实现直流故障自清，能够在降低直流输电系统总体制造成本的前提下实现高电压、远距离、大容量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种LCC-DR级联型直流输电系统，其特征在于，采用对称双极性接线方式，包括整流侧依次串联连接的第一正极高压阀组、第一正极低压阀组、第一负极低压阀组和第一负极高压阀组以及逆变侧包括依次串联连接的第二正极高压阀组、第二正极低压阀组、第二负极低压阀组和第二负极高压阀组，其中，所述第一正极高压阀组和第一负极高压阀组采用LCC或DR、所述第一正极低压阀组和第一负极低压阀组对应采用DR或LCC；
2.一种LCC-DR级联型直流输电系统，其特征在于，采用不对称正极性接线形式，包括整流侧串联连接的第一高压阀组和第一低压阀组以及逆变侧串联连接的第二高压阀组和第二低压阀组，其中，所述第一高压阀组采用LCC或DR、所述第一低压阀组对应采用DR或LCC；
3.一种LCC-DR级联型直流输电系统，其特征在于，采用不对称负极性接线形式，包括整流侧串联连接的第三高压阀组和第三低压阀组以及逆变侧串联连接的第四高压阀组和第四低压阀组，其中，所述第三高压阀组采用LCC或DR、所述第三低压阀组对应采用DR或LCC；
4.如权利要求1至3任一项所述的一种LCC-DR级联型直流输
5.如权利要求1至3任一项所述的一种LCC-DR级联型直流输电系统，其特征在于，逆变侧串联连接的高压阀组和低压阀组的交流侧接口还分别连接逆变侧交流滤波器。
6.如权利要求1至3任一项所述的一种LCC-DR级联型直流输电系统，其特征在于，逆变侧串联连接的高压阀组和低压阀组的所用的换流器为电网换相换流器、半桥型模块化多电平换流器、全桥型模块化多电平换流器或混合型模块化多电平换流器。
7.如权利要求1至3任一项所述的一种LCC-DR级联型直流输电系统，其特征在于，所述送端交流系统采用强交流电网、弱交流电网、新能源孤岛或上述三种组合接入。
8.如权利要求1至3任一项所述的一种LCC-DR级联型直流输电系统，其特征在于，所述LCC和DR均采用12脉动换流单元。
9.一种基于权利要求1至3任一项所述的LCC-DR级联型直流输电系统的直流故障穿越方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的一种LCC-DR级联型直流输电系统的直流故障穿越方法，其特征在于，当直流输电系统采用对称双极性接线方式时，该方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种lcc-dr级联型直流输电系统，其特征在于，采用对称双极性接线方式，包括整流侧依次串联连接的第一正极高压阀组、第一正极低压阀组、第一负极低压阀组和第一负极高压阀组以及逆变侧包括依次串联连接的第二正极高压阀组、第二正极低压阀组、第二负极低压阀组和第二负极高压阀组，其中，所述第一正极高压阀组和第一负极高压阀组采用lcc或dr、所述第一正极低压阀组和第一负极低压阀组对应采用dr或lcc；
2.一种lcc-dr级联型直流输电系统，其特征在于，采用不对称正极性接线形式，包括整流侧串联连接的第一高压阀组和第一低压阀组以及逆变侧串联连接的第二高压阀组和第二低压阀组，其中，所述第一高压阀组采用lcc或dr、所述第一低压阀组对应采用dr或lcc；
3.一种lcc-dr级联型直流输电系统，其特征在于，采用不对称负极性接线形式，包括整流侧串联连接的第三高压阀组和第三低压阀组以及逆变侧串联连接的第四高压阀组和第四低压阀组，其中，所述第三高压阀组采用lcc或dr、所述第三低压阀组对应采用dr或lcc；
4.如权利要求1至3任一项所述的一种lcc-dr级联型直流输电系统，其特征在于，整流侧串联连接的高压阀组和低压...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵峥，孟沛彧，李明，向往，李探，吴方劼，徐莹，蒲莹，冮明泽，郑宽，滕尚甫，陈琦琛，樊林禛，
申请(专利权)人：国网经济技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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