CN101882792A - 一种用于特高压直流输电的接线方法及特高压换流站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于特高压直流输电的接线方法及特高压换流站，对于整流侧，所述方法包括：分别设置整流侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；所述整流侧特高压低端换流站接收来自第一电源收集点的第一交流电，将所述第一交流电转换为第一中压直流电，输入特高压高端换流站；所述整流侧特高压高端换流站接收来自第二电源收集点的第二交流电及所述第一中压直流电，将所述第二交流电经整流后与第一中压直流电叠加，产生第一特高压直流电，将所述第一特高压直流电源输出至逆变侧特高压高端换流站。应用本发明，减少了交流线路的出线回数，降低了传输成本及传输损耗，获得了较好的经济效益。大大减少了建设成本，降低了运费。

Description

一种用于特高压直流输电的接线方法及特高压换流站

技术领域

本发明涉及特高压技术领域，特别涉及一种用于特高压直流输电的接线方法及及特高压换流站。

背景技术

特高压直流输电工程的常规方案为“单起点，单落点”输电方案，图1是现有的常规特高压换流站的布置方式示意图，即在一个换流站中布置2个高端阀厅101和2个低端阀厅102，每个高端阀厅101内配置有若干高端变压器，每个低端阀厅102内配置有若干低端变压器。高、低端阀厅在同一物理位置，即每个特高压换流站都包括高端变压器和低端变压器。

特高压换流站本身是个非常复杂的工程，必须选址在方便建造的地方，对于整流侧的特高压换流站而言，需要多个大容量电源汇合后输出。大容量电源常常位于位置偏僻的地区，这样，必须通过交流输电的方式将不同偏僻地区的多个大容量的电源输送到方便建设特高压换流站的所在地，因而，需要的交流回路很多。参见图2，其是现有技术中的用于特高压直流输电的接线方式示意图。在整流侧，电源端201通过电源汇合装置205将汇合后的多路高压交流电(其中每路可以为500KV)传输至特高压换流站202。其中，电源汇合装置205中放置了用于交流电汇合的母线以及与线路汇合相关的设备，该电源汇合装置205用于将电源端201内的第一电源收集点和第二电源收集点的电源进行汇合操作。整流侧的特高压换流站202将接收到的多路高压交流电转换为特高压直流后，传送给逆变侧的特高压换流站203，该逆变侧的特高压换流站203将接收到的特高压直流转换为负荷所需的交流电压后，传送给负荷区域204。目前，现有技术中的向家坝——上海±800千伏特高压直流输电工程中所应用的特高压换流站均如图1的布置方式，如图2所示的接线方式。

通过研究可以发现，现有的换流站及其接线方式至少存在如下问题：

1、由于多个大容量电源与整流侧的特高压换流站之间距离远，又必须采用多路交流的方式进行电源传输，因而送入特高压换流站的交流接线回数过多，传输成本高，且损耗大。

2、由于逆变侧的特高压换流站与负荷之间的距离远，且两者之间也必须采用交流方式进行电源传输，导致负荷端用电的不便。

3、高端变压器本身容体积很大，不便于运输，而根据特高压换流站的建设要求，该高端变压器必须被运往指定地点，因而运输技术难度极大、成本高。

4、巨量电力一点馈入逆变侧交流电流电网对电网安全稳定的不利。

发明内容

本发明实施例在于提供一种用于特高压直流输电的接线方法及特高压换流站，以解决现有技术中的特高压变压器运输技术难度极大、成本高、电源收集困难、负荷接入不便的问题。

本发明提供了一种用于特高压直流输电的接线方法，对于整流侧，所述方法包括：

分别设置整流侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；

所述整流侧特高压低端换流站接收来自第一电源收集点的第一交流电，将所述第一交流电转换为第一中压直流电，输入特高压高端换流站；

所述整流侧特高压高端换流站接收来自第二电源收集点的第二交流电及所述第一中压直流电，将所述第二交流电经整流后与第一中压直流电叠加，产生第一特高压直流电，将所述第一特高压直流电源输出至逆变侧特高压高端换流站。

其中，所述方法还包括：

分别设置逆变侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；

所述逆变侧特高压高端换流站将第一特高压直流电的一部分转换为第三交流电并就地入网，输送至第一负荷区域；剩余的直流电转换为第二中压直流电，将所述第二中压直流电通过直流的方式传输至逆变侧的特高压低端换流站；

所述逆变侧特高压低端换流站将所述第二中压直流电转换为第四交流电传输至第二负荷区域；

其中，所述第一负荷区域与第二负荷区域是物理上不同的负荷区域。

其中，所述特高压高端换流站包括一个或位于不同地方的两个高端阀厅；

所述特高压低端换流站包括一个或位于不同地方的两个低端阀厅。

本发明实施例还提供了一种负荷与换流站的连接方法，对于逆变侧，所述方法包括：

分别设置逆变侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；

所述逆变侧特高压高端换流站将第一特高压直流电的一部分转换为第三交流电并就地入网，输送至第一负荷区域；剩余的直流电转换为第二中压直流电，将所述第二中压直流电通过直流的方式传输至逆变侧的特高压低端换流站；

所述逆变侧特高压低端换流站将所述第二中压直流电转换为第四交流电传输至第二负荷区域；

其中，所述第一负荷区域与第二负荷区域是物理上不同的负荷区域。

其中，所述特高压高端换流站包括一个或位于不同地方的两个高端阀厅；

所述特高压低端换流站包括一个或位于不同地方的两个低端阀厅。

本发明实施例还提供了一种特高压低端换流站，当所述特高压低端换流站用于整流侧时，包括：

第一电源输入模块，用于接收来自第一电源收集点的第一交流电，将所述第一交流电传送至第一电源变换模块；

第一电源变换输出模块，用于将所述第一交流电转换为第一中压直流电，向外输出所述第一中压直流电。

其中，当所述特高压低端换流站用于逆变侧时，所述特高压低端换流站还包括：

第二电源输入模块，用于接收所述来自特高压高端换流站的第二中压直流电，传送给第二电源变换模块；

第二电源变换输出模块，用于将所述第二中压直流电转换为第四交流电传输至第二负荷区域。

本发明实施例还提供了一种特高压高端换流站，当所述特高压高端换流站用于整流侧时，包括：

第三电源输入模块，用于接收来自第二电源收集点的第二交流电及第一中压直流电，传送至第三电源变换模块；

第三电源变换输出模块，将所述第二交流电经整流后与第一中压直流电叠加，产生第一特高压直流电，向外输出所述第一特高压直流电源。

其中，当所述特高压低端换流站用于逆变侧时，还包括

第四电源输入模块，用于接收所述第一特高压直流电源，传送给第四电源变换模块；

第四电源变换输出模块，将第一特高压直流电的一部分转换为第三交流电并就地入网，输送至第一负荷区域；剩余的直流电转换为第二中压直流电，将所述第二中压直流电通过直流的方式传输至逆变侧的特高压低端换流站。

应用本发明，对于整流侧，不需要将第一电源收集点和第二电源收集点再进行电源的汇合，因此，减少了第一电源收集点、第二电源收集点与整流侧特高压换流站之间的交流线路的出线回数，降低了传输成本及传输损耗，获得了较好的经济效益。

逆变侧的特高压高端换流站和低端换流站分开建设，可以使电能分别输送至第一负荷区域和第二负荷区域。降低了逆变侧的特高压换流站与负荷之间的传输成本，便于将电能输送至不同的负荷区域，而且，该输电方法分散了负荷的分布，方便了负荷区域的用电。

此外，由于整流侧和逆变侧特高压高、低端换流站可以分别设置，因而解决了高端变压器的运输问题，大大减少了建设成本，降低了运费。

避免了巨量电力一点馈入逆变侧交流电流电网对电网安全稳定的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对实施例结合现有技术描述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发明的一些实施例，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是现有的常规特高压换流站的布置方式示意图；

图2是现有技术中输电方式示意图；

图3是根据本发明实施例的特高压换流站的布置方式示意图；

图4是根据本发明实施例的输电方式示意图；

图5是根据本发明实施例的电源与换流站的输电方法流程图；

图6是根据本发明实施例的换流站与负荷的输电方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图3，其是根据本发明实施例的特高压换流站的布置方式示意图。为了解决现有技术中问题，本发明实施例中在整流侧分别设置特高压高端换流站301和特高压低端换流站302；逆变侧分别设置特高压高端换流站303和特高压低端换流站304。令特高压高端换流站中只包括高端变压器，不包括低端变压器，令特高压低端换流站中只包括低端变压器不包括高端变压器。

参见图4，其是根据本发明实施例的用于特高压直流输电的接线方式示意图。图中，粗实线代表直流输电，细实线代表交流输电。

下面对电源端与换流站间、负荷区域与换流站间的接线方式分别进行说明。

参见图5，其是根据本发明实施例的电源端与换流站的连接方法流程图，结合图4和图5，具体方法包括：

步骤501，分别设置整流侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；

步骤502，整流侧特高压低端换流站接收来自第一电源收集点的第一交流电，将所述第一交流电转换为第一中压直流电，输入特高压高端换流站；

步骤503，整流侧特高压高端换流站接收来自第二电源收集点的第二交流电及上述第一中压直流电，将所述第二交流电经整流后与第一中压直流电叠加，产生第一特高压直流电，将所述第一特高压直流电源输出至逆变侧特高压高端换流站。

上述第一交流电和第二交流电均可以包括一条或多条交流回路，其电压值大小及确定原则与现有技术相同，在此不再详细说明。

需要说明的是，上述特高压高端换流站可以包括一个高端阀厅或两个位于不同地方的高端阀厅，也就是说，既可以由两个高端阀厅构成一个特高压高端换流站，也可以一个高端阀厅构成一个特高压高端换流站；相应的，上述特高压低端换流站可以包括一个低端阀厅或两个位于不同地方的低端阀厅。

应用上述实施例，对于整流侧，电源端内的第一电源收集点直接为特高压低端换流站送电，电源端内的第二电源收集点直接为特高压高端换流站送点，不需要将第一电源收集点和第二电源收集点再进行电源的汇合，即不再需要图2中的电源汇合装置205，因此，减少了第一电源收集点、第二电源收集点与整流侧特高压换流站之间的交流线路的出线回数，降低了传输成本及传输损耗，获得了较好的经济效益。此外，由于整流侧特高压高、低端换流站可以分别设置，因而解决了高端变压器的运输问题，大大减少了建设成本，降低了运费。

参见图6，其是根据本发明实施例的负荷区域与换流站的连接方法流程图，结合图4和图6，具体方法包括：

步骤601，分别设置逆变侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；

步骤602，逆变侧特高压高端换流站将第一特高压直流电的一部分转换为第三交流电并就地入网，输送至第一负荷区域；剩余的直流电转换为中压直流电(在此将其称为第二中压直流电)，将第二中压直流电通过直流的方式传输至逆变侧的特高压低端换流站；

步骤603，逆变侧特高压低端换流站将所述第二中压直流电转换为第四交流电传输至第二负荷区域；

其中，上述第一负荷区域与第二负荷区域是物理上不同的负荷区域。

需要说明的是，上述第三、四交流电可以包括一条或多条交流线路，具体数量可以根据负荷端的数量及要求确定，其中，每个负荷区域可以对应一条或一条以上个交流线路，具体的确定方式为现有技术，在此不再详细说明。

需要说明的是，上述第三、四交流电中各条交流线路的电压值可以根据负荷端的具有要求确定，其确定的过程为现有技术，在此不再详细说明。

需要说明的是，上述特高压高端换流站可以包括一个高端阀厅或两个位于不同地方的高端阀厅，也就是说，既可以由两个位于不同地方的高端阀厅构成一个特高压高端换流站，也可以一个高端阀厅构成一个特高压高端换流站；相应的，上述特高压低端换流站可以包括一个低端阀厅或两个低端阀厅。

应用上述实施例，由于逆变侧的特高压低端换流站单独设置，因而其可以深入负荷端，降低了逆变侧的特高压换流站与负荷之间的传输成本及损耗，而且，由于分特高压低端换流站和特高压高端换流站分开建设，可以不在同一物理位置，因而分散了负荷的分布，方便了用户的供电。此外，由于整流侧特高压高、低端换流站可以分别设置，因而解决了高端变压器的运输问题，大大减少了建设成本，降低了运费。

需要说明的是，图5所述实施例是针对整流侧的改进，图6所述实施例是针对逆变侧的改进，两者只要应用其一就可以达到降低传输成本及传输损耗的目的，如果二者同时应用，所产生的有益效果将非常突出。在本发明实施例中，并不限定二者是分别单独应用还是同时被应用。

本发明实施例还提供了一种特高压低端换流站，当所述特高压低端换流站用于整流侧时，该特高压低端换流站包括：

第一电源输入模块，用于接收来自第一电源收集点的第一交流电，将所述第一交流电传送至第一电源变换模块；

第一电源变换输出模块，用于将所述第一交流电转换为第一中压直流电，向外输出所述第一中压直流电。

所述特高压低端换流站用于逆变侧时，所述特高压低端换流站还包括：

第二电源输入模块，用于接收所述来自特高压高端换流站的第二中压直流电，传送给第二电源变换模块；

第二电源变换输出模块，用于将所述第二中压直流电转换为第四交流电传输至第二负荷区域。

本发明实施例还提供了一种特高压高端换流站，当所述特高压高端换流站用于整流侧时，特高压高端换流站包括：

第三电源输入模块，用于接收来自第二电源收集点的第二交流电及第一中压直流电，传送至第三电源变换模块；

第三电源变换输出模块，将所述第二交流电经整流后与第一中压直流电叠加，产生第一特高压直流电，向外输出所述第一特高压直流电源。

当所述特高压低端换流站用于逆变侧时，该特高压高端换流站还包括：

第四电源输入模块，用于接收所述第一特高压直流电源，传送给第四电源变换模块；

第四电源变换输出模块，将第一特高压直流电的一部分转换为第三交流电并就地入网，输送至第一负荷区域；剩余的直流电转换为第二中压直流电，将所述第二中压直流电通过直流的方式传输至逆变侧的特高压低端换流站。

应用上述实施例，对于整流侧，不需要将第一电源收集点和第二电源收集点再进行电源的汇合，因此，减少了第一电源收集点、第二电源收集点与整流侧特高压换流站之间的交流线路的出线回数，降低了传输成本及传输损耗，获得了较好的经济效益。此外，由于整流侧和逆变侧特高压高、低端换流站可以分别设置，因而解决了高端变压器的运输问题，大大减少了建设成本，降低了运费。而且，由于分特高压低端换流站和特高压高端换流站分开建设，可以使电能分别输送至第一负荷区域和第二负荷区域，分散了负荷的分布，方便了用户的用电。此外，由于整流侧特高压高、低端换流站可以分别设置，因而解决了高端变压器的运输问题，大大减少了建设成本，降低了运费。

对于换流站实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于特高压直流输电的接线方法，其特征在于，对于整流侧，所述方法包括：

分别设置整流侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；

所述整流侧特高压低端换流站接收来自第一电源收集点的第一交流电，将所述第一交流电转换为第一中压直流电，输入特高压高端换流站；

所述整流侧特高压高端换流站接收来自第二电源收集点的第二交流电及所述第一中压直流电，将所述第二交流电经整流后与第一中压直流电叠加，产生第一特高压直流电，将所述第一特高压直流电源输出至逆变侧特高压高端换流站。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

分别设置逆变侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；

所述逆变侧特高压高端换流站将第一特高压直流电的一部分转换为第三交流电并就地入网，输送至第一负荷区域；剩余的直流电转换为第二中压直流电，将所述第二中压直流电通过直流的方式传输至逆变侧的特高压低端换流站；

所述逆变侧特高压低端换流站将所述第二中压直流电转换为第四交流电传输至第二负荷区域；

其中，所述第一负荷区域与第二负荷区域是物理上不同的负荷区域。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述特高压高端换流站包括一个或位于不同地方的两个高端阀厅；

所述特高压低端换流站包括一个或位于不同地方的两个低端阀厅。

4.一种负荷与换流站的连接方法，其特征在于，对于逆变侧，所述方法包括：

分别设置逆变侧特高压高端换流站和特高压低端换流站；

所述逆变侧特高压高端换流站将第一特高压直流电的一部分转换为第三交流电并就地入网，输送至第一负荷区域；剩余的直流电转换为第二中压直流电，将所述第二中压直流电通过直流的方式传输至逆变侧的特高压低端换流站；

所述逆变侧特高压低端换流站将所述第二中压直流电转换为第四交流电传输至第二负荷区域；

其中，所述第一负荷区域与第二负荷区域是物理上不同的负荷区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述特高压高端换流站包括一个或位于不同地方的两个高端阀厅；

所述特高压低端换流站包括一个或位于不同地方的两个低端阀厅。

6.一种特高压低端换流站，其特征在于，当所述特高压低端换流站用于整流侧时，包括：

第一电源输入模块，用于接收来自第一电源收集点的第一交流电，将所述第一交流电传送至第一电源变换模块；

第一电源变换输出模块，用于将所述第一交流电转换为第一中压直流电，向外输出所述第一中压直流电。

7.根据权利要求6所述的特高压低端换流站，其特征在于，当所述特高压低端换流站用于逆变侧时，所述特高压低端换流站还包括：

第二电源输入模块，用于接收所述来自特高压高端换流站的第二中压直流电，传送给第二电源变换模块；

第二电源变换输出模块，用于将所述第二中压直流电转换为第四交流电传输至第二负荷区域。

8.一种特高压高端换流站，其特征在于，当所述特高压高端换流站用于整流侧时，包括：

第三电源输入模块，用于接收来自第二电源收集点的第二交流电及第一中压直流电，传送至第三电源变换模块；

第三电源变换输出模块，将所述第二交流电经整流后与第一中压直流电叠加，产生第一特高压直流电，向外输出所述第一特高压直流电源。

9.根据权利要求8所述的特高压高端换流站，其特征在于，当所述特高压低端换流站用于逆变侧时，还包括

第四电源输入模块，用于接收所述第一特高压直流电源，传送给第四电源变换模块；

第四电源变换输出模块，将第一特高压直流电的一部分转换为第三交流电并就地入网，输送至第一负荷区域；剩余的直流电转换为第二中压直流电，将所述第二中压直流电通过直流的方式传输至逆变侧的特高压低端换流站。

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