CN102959818A - Hvdc开关站和hvdc开关站系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种被布置为将DC电网的第一部分与该DC电网的第二部分进行互连的HVDC开关站。利用本发明，DC电网的第一部分经由快速DC断路器而被连接到所述HVDC开关站的母线，而DC电网的另外部分(多个)则利用断开速度较低的开关站DC断路器连接至该HVDC开关站的母线。通过使用该创造性的HVDC开关站布置，能够相当程度地降低HVDC开关站的成本，同时能够提供充分保护。在一个实施例中，所述快速DC断路器是形成HVDC站的一部分的HVDC站DC断路器。在另一个实施例中，所述快速DC断路器是开关站DC断路器。

Description

HVDC开关站和HVDC开关站系统
技术领域
本发明涉及电力传输领域，并且尤其涉及高压DC传输领域。
背景技术
如今所使用的大多数HVDC传输系统是点对点传输系统，其中电力从一个AC系统传输至另一个AC系统。这是向/从远距离区域、跨水域、在两个非同步AC电网之间等传输电力的有效方式。然而，在许多情况下，期望能够向/从一个或多个AC网络中的至少三个不同点传输电力的多点HVDC传输系统。多点HVDC传输系统在这里将被称作HVDC电网，并且还可以被称作多终端传输系统。HVDC电网何时会有用的一个示例是当(多个)离岸风电场连接到(多个)岸上电网时。另一个示例是在现有AC电网中通过长距离传输大量电力时，在这种情况下通过使用HVDC作为现有AC网络的骨干或覆盖电网能够实现低损传输。
与AC传输相比，DC传输的缺陷在于故障电流的中断更为困难。AC系统中的故障电流固有地呈现出频繁的过零点，这促成了电流中断。在DC系统中，则不会出现固有过零点。为了断开DC电流，通常必须在系统上强制DC电流的过零点。
此外，故障电流会在HVDC电网中非常快地增长至高水平。因此期望故障电流的快速断开。
因此，为了限制线路故障的影响，DC断路器应当反应非常快，通常在故障电流仍然增加且DC电压已经过度跌落之前的瞬时阶段中进行反应。已经努力进行了对快速并可靠的DC断路器的研发，并且当前提供电流的最快中断的DC断路器是基于半导技术。半导体DC断路器例如在EP0867998中有所公开。然而，被设计为断开大电流的半导体DC断路器与机械断路器相比相当昂贵。另一方面，现有的机械断路器无法提供足够的断开速度。因此，需要在HVDC电网中进行成本有效和能量有效的故障电流处理。
发明内容
本发明所涉及的问题是如何降低HVDC电网构建中所涉及的资金费用和材料消耗。
一个实施例提供了一种HVDC开关站，其被布置为将HVDC电网的第一部分与HVDC电网的至少一个另外的部分进行互连。该HVDC开关站包括至少一条母线以及至少两个开关站DC断路器。被配置为将HVDC电网的第一部分连接到至少一条母线的至少一个开关站DC断路器是快速DC断路器，而所述开关站DC断路器中的至少一个开关站DC断路器的速度较低。至少一个速度较低的开关站DC断路器被布置为将HVDC电网的另外部分与至少一条母线中的至少一条母线进行互连。快速DC断路器能够提供比至少一个速度较低的DC断路器更高的断开速度。HVDC电网的第一部分例如可以是第一HVDC站，例如本地HVDC站，而HVDC电网的另外部分(多个)可以是另外的HVDC站(多个)。可替换地，HVDC电网的第一部分可以包括多于一个的HVDC站100，并且例如可以是第一国家或地区的HVDC网络，而HVDC电网的另外部分(多个)是另外的国家或地区的HVDC网络。第一HVDC电网部分例如经由另外的HVDC开关站连接至该HVDC开关站。
另一个实施例提供了一种被布置为将第一HVDC站与至少一个另外的HVDC站进行互连的HVDC开关站系统，该HVDC开关站系统包括第一HVDC站和HVDC开关站。HVDC开关站包括至少一条母线以及用于将第一HVDC站与至少一个另外的HVDC站进行互连的至少一个开关站DC断路器。第一HVDC站经由能够提供比至少一个开关站DC断路器更高的断开速度的至少一个快速断路器连接至至少一条母线，上述开关站DC断路器的速度较低并且将至少一个另外的HVDC站中的至少一个与至少一条母线中的至少一条母线进行互连。
根据本发明，快速和较慢的DC断路器在HVDC开关站布置中相结合，从而第一HVDC站或HVDC电网的第一部分利用快速DC断路器连接至HVDC开关站的母线(多条)，而至少一个另外的HVDC站或HVDC电网的另外部分则利用速度较低的DC断路器连接至HVDC开关站的母线(多条)。通过快速和较慢DC断路器这样的结合，HVDC开关站与所有开关站断路器都为快速DC断路器的HVDC开关站相比能够相当便宜，同时能够在HVDC电网中针对故障电流提供充分保护。
由于第一HVDC站或HVDC电网的第一部分利用快速DC断路器连接至HVDC电网，所以源于与第一HVDC站或HVDC电网的第一部分连接的AC网络的故障电流分量能够在故障发生之后早期的时间点得以被限制或消除。限制或消除这样的故障电流分量用来在早期时间点对HVDC开关站的故障电流大小进行限制。HVDC开关站处的故障电流的上升因此将得到限制，从而能够使用速度较低的DC断路器来将HVDC电网的故障部分断开连接。
HVDC站利用本创造性的开关站布置连接至HVDC电网，，因此该HVDC站经由至少一个快速DC断路器连接到至少一条母线，该换流站将针对由通过HVDC站的故障电流所导致的热破坏提供充分保护，原因在于快速DC断路器(多个)将能够在故障情况下在热损坏有时间发生之前断开或限制通过HVDC站的电流。
多于一个的根据本发明的开关站布置将有利地在HVDC电网中得以使用，以使得多于一个的HVDC站或HVDC电网部分将经由创造性的HVDC开关站布置连接至HVDC电网的其它部分。由此与其中所有DC断路器都为快速断路器的HVDC开关站相比实现了进一步的资源节约。
与没有任何具有快速断路器的开关站相比，特定HVDC开关站处的故障电流将有所减少。在特定HVDC开关站处，故障电流将是1)来自连接至HVDC电网的AC网络的电流贡献量与2)源于HVDC电网中的充电电容放电的电容器分量之和。当在HVDC电网中使用多于一个的本创造性的HVDC开关站布置时，来自经由其它本发明HVDC开关站布置而连接至特定HVDC开关站的AC网络的电流贡献量将在早期时间点被限制或消除。通过速度较低的开关站DC断路器所断开的故障电流因此将会更低，从而速度较低的DC断路器上的电流断开能力要求将会更低。
第一HVDC站典型地是本地HVDC站，但是根据本发明的HVDC开关站布置还可以进行连接以使得经由快速DC断路器连接至母线的第一HVDC站是远距离HVDC站。例如当本地HVDC站连接至比连接至第一远距离HVDC站的AC网络功率更低的AC网络时，这是有利的，其中较强AC网络对HVDC开关站中的故障电流的影响将比连接至本地HVDC站的较弱AC网络的影响更为明显。
在快速DC断路器(多个)形成HVDC开关站的一部分的实施例的一种实施方式中，被布置为将第一HVDC站或HVDC电网的第一部分连接至任意母线的任意开关站DC断路器是快速DC断路器。在快速DC断路器(多个)形成HVDC开关站的一部分的实施例的另一种实施方式中，用于将第一HVDC换流器站与至少一条母线进行互连的至少一个开关站DC断路器比至少一个快速DC断路器的断开速度更慢。通过使用较慢的DC断路器，实现了与这些至少一个开关站DC断路器(多个)有关的费用的节约。
在本发明的一种实施方式中，被布置为将另外的HVDC站连接至任意母线的任意开关站DC断路器是速度较低的DC断路器，因此通过使用本发明所实现的节约将会很高。
快速DC断路器(多个)可以有利地是电力电子DC断路器(多个)，而速度较低的开关站DC断路器(多个)可以有利地是机械DC断路器(多个)。典型地，机械断路器与电力电子断路器相比相当便宜，而电力电子断路器在另一方面提供了快速的断开操作。
在一种实施方式中，至少一个快速DC断路器的断开时间为10ms或更少。因此所实现的是，会对设备造成损坏或者难以断开的大小不能接受的故障电流即使在故障情况下通常也能够被避免。
在一种实施方式中，快速DC断路器包括：关闭类型的主半导体开关；与主半导体开关并联连接的浪涌分流器；以及高速开关和关闭类型的辅助半导体开关的串联连接，其中该串联连接并联连接到主半导体开关和浪涌分流器。快速DC断路器的这种设计是具有功率高效的，因为电流能够在正常操作期间流过高速开关和辅助半导体开关的串联连接。该辅助半导体开关可以远小于主开关，并且由此明显更具功率高效，因为将不会断开电流而仅是将电流转换方向至主开关。
快速DC断路器可以包括至少两个可独立开关的断路器分段的串联连接，以使得快速DC断路器可以作为限流器进行操作。在一些真实或疑似的故障情形中，其可能足够限制电流，并且因此能够避免在HVDC电网和所连接的AC系统中引起严重干扰的断开操作。
本发明适用于HVDC站到任意配置的HVDC开关站的连接，HVDC开关站例如一个半断路器开关站；两断路器/两母线开关站；两主母线/单断路器开关站；一主一辅母线/单断路器开关站；两主一辅母线/单断路器开关站；双母线选择开关站；或者环形母线开关站。
本发明进一步涉及包括以上所讨论的开关站布置的HVDC电网。
附图说明
图1是HVDC站的示例的示意性图示。
图2是HVDC开关站的示意性图示。
图3a是根据本发明的HVDC开关站系统实施例的示意性图示。
图3b是根据本发明HVDC开关站系统的另一个实施例的示意性图示。
图4a示意性图示了图3b所示实施例的可替换实施方式。
图4b示意性图示了图3b所示实施例的另一种可替换实施方式。
图4c示意性图示了包括根据本发明的HVDC开关站布置的HVDC电网。
图5a是快速DC断路器的实施例的示意性图示。
图5b是快速DC断路器的可替换实施例的示意性图示。
图5c是也可以作为限流器进行操作的快速DC断路器的实施例的示意性图示。
图6是根据本发明实施例的HVDC站的示意性图示。
图7是示意性图示对将第一HVDC站连接到HVDC开关站的快速DC断路器实施例进行控制的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
图1是HVDC换流站100(或者简称HVDC站100)的示意性图示。图1的HVDC站100包括DC传输线路110经由DC接口115已经与之连接的HVDC换流器105。HVDC换流器105可以是VSC(电压源换流器)换流器或CSC(电流源换流器)换流器。图1中被图示为三相换流器站的HVDC站100进一步包括三个AC相电抗器120，或者简称AC电抗器120，其中每一个电抗器连接至VSC换流器105的AC相界面125。图1的HVDC站100经由变压器140连接至AC侧的AC系统135。AC系统135可以是经由DC传输线路110向其提供电力的AC电网，或者经由DC传输线路110提供所要传送的电力的AC电源。当前HVDC站100的典型额定电压和额定电流值例如为80kV、500A或320kV、2kA。
当在使用中，HVDC站100连接到至少一个另外的HVDC站100，向其传送电力或从其接收电力，以使得至少两个HVDC站100形成HVDC电力传输系统。
在高压电力传输系统中，传输路径在短路或接地故障的情况下能够断开是非常重要的。图1的HVDC站100配备有连接在AC系统135和AC相界面125之间的AC断路器145。典型地，如图1所示，对每个AC相提供AC断路器145。一旦检测到主要故障，AC断路器145就将跳闸。利用典型的机械AC断路器145断开电流所需的时间大约为40-60ms，对应于50Hz或60Hz的AC系统135的2-3个基本频率周期。
HVDC站100典型地包括另外的设备，其已经出于图示的目的而被忽略。HVDC站10可以是对称的单极换流站、非对称单极换流站或双极换流站。在HVDC站100的一些实施方式中，变压器140被省略，而在其它实施方式中，变压器阻抗使得AC电抗器120可以被忽略。HVDC站100可以具有任意数量的AC相，包括一个。
DC断路器已经被研发并提出，尤其是用于将多于两个的HVDC站100互连到形成HVDC电网的HVDC站的网络中，以使得故障HVDC站100或其它故障设备能够从HVDC电网断开连接而不会对电网中的其余HVDC站100造成任何损害。为了实现这一目标，已经提出了HVDC开关站，其中来自不同HVDC站100的DC传输线路110经由开关站DC断路器进行互连。除非故障HVDC站100或其它故障设备能够从其它HVDC站100断开连接，否则短路电流将通过健康HVDC站100传送，将使健康HVDC站随后也处于危险之中。短路电流通常将非常快地增长为电流浪涌。因此，能够以高速将HVDC电网中的故障HVDC站、DC传输线路或其它设备断开连接是很重要的。术语电流浪涌这里意在表示在HVDC电网中出现故障时所发生的故障电流的快速增长部分。
图2示出了HVDC开关站1000的示例。图2的HVDC开关站1000经由两条母线1005对来自四个不同HVDC站100的四条DC传输线路110进行互连。如果在HVDC站100中的一个或者连接至HVDC开关站1000的传输线路110中的一条发生了接地故障或短路故障，则将这样的故障HVDC站/DC传输线路连接至HVDC开关站1000的开关站DC断路器1010将跳闸，以使得故障HVDC站/DC传输线路将被断开连接或者故障电流得以被限制，从而其余HVDC站100可以继续操作。开关站典型地被设计为使得该开关站的母线与经由至少一个DC断路器连接至开关站的每个物体相分离。
图2的HVDC开关站1000是所说的一个半断路器开关站，其中提供六个开关站DC断路器1010以将四条DC传输线路110相互分离。因此，每条传输线路110被多于一个的DC断路器1010所保护，从而在DC断路器1010故障或者DC断路器1010由于维护而无法工作的情况下也能够提供充分保护。在图2的一个半断路器配置中，两条母线1005通过两个DC传输线路110已经与之相连接的线路进行互连，其中DC断路器1010设置在母线和DC传输线路110的连接点之间，以及DC传输线路110的两个连接点之间。可替换地，可以使用HVDC开关站1000的其它配置，诸如所说的两断路器/两母线开关站；两主母线/单断路器开关站；一主一辅母线/单断路器开关站；两主一辅母线/单断路器开关站；环形母线开关站(也被称作闭合网络开关站)；或者双母线选择开关站，所有这些都是本领域已知的，或者任意其它HVDC开关站配置。此外，HVDC开关站1000能够对任意数量的HVDC站100进行互连。术语HVDC传输线路110在这里被用来指代用于长距离电力传输的线路以及用于将HVDC站100连接到邻近的HVDC开关站1000的连接线路。
图2的HVDC开关站1000用于将HVDC站100的第一极与另外三个HVDC站100的第一极进行互连。将HVDC站100的第二极与另外HVDC站100的第二极进行互连的第二开关站1000典型地将关于双极HVDC站100而提供，以及在一些单极配置中提供。可能提供第三开关站以用于接地或金属回线布置。然而，出于说明的目的，在以下描述中将仅考虑第一开关站，并且任意另外的HVDC开关站都能够以类似方式进行布置。
如以上所提到的，能够以高速来执行故障设备(HVDC站100、DC传输线路110、母线1005等)的断开连接是非常重要的，因为HVDC电网中的故障电流将非常快递增长到高水平，并且这样的故障所引起的电流浪涌将非常快地通过HVDC电网行进。如果HVDC开关站1000的DC断路器1010过慢，则HVDC开关站1000中的放电将明显降低在HVDC站100处用于将电流馈入到故障的DC电压，并且这会导致这些给进(in-feeding)HVDC站100断开连接，并且可能导致整个HVDC电网的崩溃。此外，如果开关站断路器1010缓慢，则存在电流上升超过该开关站断路器1010在其上将无法执行所需断路操作的水平的风险。
然而，被设计为断开大的电流的快速DC断路器通常非常昂贵。
根据本发明，将通过一种开关站布置提供HVDC电网的充分保护，其中仅一些DC断路器是高速断路器，而其余DC断路器是断开速度较低的较为简单的断路器。与其中所有DC断路器都是高速断路器的开关站系统相比，提供这样的开关站系统所涉及的资金费用将明显有所降低。
在故障发生时升高的短路电流(也被称作故障电流)通常包括两种类型的电流分量：源于HVDC站100连接至的AC网络的电源分量；以及源于HVDC电网中充电电容器放电的电容器分量，上述电容器诸如HVDC站中的电容器、传输线路110中的电容充电以及HVDC电网中的其它电容器。电源分量通常快速升高至高的幅值，如果没有进行测量该幅值将或多或少保持恒定。另一方面，电容器组件是将快速升高至高水平的瞬时贡献量，并且随后由于电容器将被放电而减弱。
如以上所提到的，期望在故障电流升高超过开关站断路器1010在其上将无法断开电流的水平之前断开或限制通过DC开关站1000的故障电流。如果在电源附近即在HVDC站100附近发生故障，电源和故障之间的阻抗将很低，从而故障电流的电源分量将快速增长至高水平(该水平还取决于HVDC站与之相连接的AC网络的强度)。然而，如果远离电源发生故障，传输线路110中的阻抗将略微限制并延迟故障电流的电源分量。因此，关于将HVDC开关站1000与邻近HVDC站100进行互连的DC传输线路110，通常期望快速DC断路器，而关于将HVDC开关站1000与远离HVDC开关站1000的HVDC站100进行互连的传输线路110，速度较低的DC断路器通常就足够了。
HVDC开关站1000如果经常位于其所互连的HVDC站100之一的附近，则这样的HVDC站100在这里被称作本地HVDC站100，通常与HVDC开关站1000相距100km或更远距离的HVDC站被称作远距离HVDC站100。本地HVDC站100是经由HVDC开关站1000连接至HVDC电网的HVDC站100。在利用HVDC开关站1000进行互连的HVDC站100之外，本地HVDC站100通常是经由最短传输线路110连接至HVDC开关站1000的HVDC站100。
通过使用其中HVDC站100利用快速DC断路器连接至HVDC开关站1000的HVDC开关站系统，源于本地HVDC站100的电源故障电流分量能够被快速限制或断开，从而故障电流的其余分量将是来自更远距离的HVDC站100的电源分量以及电容器分量。由于阻抗较高，源于更远距离的HVDC站100的电源分量通常将(至少最初)不是这么强的功率，从而虽然利用低速断路器的断路操作将占用较长时间，但是低速DC断路器仍然能够断开该电流。即使电容器分量是这样的幅值而使得故障电流将达到超过开关站断路器1010在其上将无法执行断路操作的水平，故障电流的电容器分量也将会减弱，并且电流水平将达到源于更远距离的HVDC站的电源分量(之和)的水平。因此，将HVDC开关站与更远距离的HVDC站100进行互连的开关站断路器1010的较慢断开操作实际上在本创造性的HVDC开关站系统中是有利的，因为在一些实施方式中，如果在故障电流的电容器分量在执行断路操作之前有时间减弱时进行断开操作，则这些DC断路器1010将需要较慢的电流断开能力。
在本发明的一个实施例中，HVDC开关站1000和和本地HVDC站100形成了HVDC系统1001，以使得开关站断路器1010全部都是速度较低的DC断路器，而本地HVDC站100则经由快速DC断路器连接至HVDC开关站1000。根据该实施例的HVDC开关站系统的示例在图3a中示出。这里表示为100L的本地HVDC站100经由在这里称之为本地HVDC传输线路110L的HVDC传输线路110连接至HVDC开关站1000，DC断路器500在上述本地HVDC传输线路110L中串联连接。DC断路器500形成本地HVDC站100L的一部分，并且将被称作HVDC站DC断路器500。在一些实施方式中，本地传输线路110L可以非常短(例如，处于10米量级之内)。如果本地HVDC站100L和HVDC开关站1000之间的距离短，则本地传输线路110L将更多的是HVDC连接而不是用于长距离传送电力的线路。
图3a的本地HVDC传输线路110L利用两个开关站DC断路器1010连接至HVDC开关站1000，上述断路器在该实施例中可以有利地比HVDC站DC断路器500的操作速度更低——如果本地HVDC站100L具有快速的HVDC站DC断路器500，即断开时间为10ms或更短的DC断路器，使用操作速度更低的DC断路器作为开关站DC断路器1010通常就足够了。例如机械DC断路器的操作速度较低的DC断路器通常远没有快速DC断路器昂贵，并且通过在本地HVDC站100和HVDC开关站1000中使用不同速度的DC断路器能够实现材料消耗和资金费用的大幅减少。
在附图中，快速DC断路器由围绕断开符号的矩形所指示，而指示较慢DC断路器的符号则没有这样围绕的矩形。在图3a所示的配置中，包括开关站DC断路器1010L在内的所有开关站DC断路器1010都是较慢类型的DC断路器，而HVDC站DC断路器500则是快速DC断路器。
本地HVDC站100L通常比远距离HVDC站100更易于受到电网中的接地故障或短路所引起的电流浪涌的攻击，这是因为将远距离HVDC站100与HVDC开关站1000进行互连的长DC传输线路110将提供阻抗和较长的传输时间。通过在HVDC开关站1000中使用较慢的DC断路器1010，与在开关站1000中使用快速DC断路器的情况相比，任何故障电流都将有时间在HVDC开关站1000附近增长至更大，并且因此HVDC传输线路110和母线1005将被暴露给更高的电流瞬态。然而，HVDC传输线路110和母线1005通常远没有HVDC站1000的设备对电流幅值那么敏感，并且HVDC传输线路110和母线1005通常将不会被所出现的电流浪涌所损坏。此外，在故障的情况下，本地HVDC站100L将比更远距离的HVDC站100更快地将故障电流中的电源分量送入HVDC开关站，并且本地HVDC站100L的断开连接或电流限制通常比更远距离的HVDC站100的断开连接或电流限制更为紧急。
因此，为了节约资金费用和半导材料，如果经由HVDC开关站1000连接至HVDC电网并且位于HVDC开关站1000附近的任意本地HVDC站(多个)100L配备有快速DC断路器500，则开关站DC断路器1010有利地可以是速度较低的断路器，诸如机械DC断路器。
在将本地HVDC站100L连接至HVDC开关站1000时使用不同断开速度的DC断路器的概念可以被应用于包括任意设计的HVDC站100的HVDC电网。实际上，在将本地HVDC站100L连接至HVDC开关站1000时使用不同速度的DC断路器并不局限于包括快速DC断路器500的HVDC站100L。当对并不包括快速DC断路器500的本地HVDC站100L进行互连时，HVDC开关站1000自身可以包括不同速度的DC断路器，以使得本地HVDC站100L经由高速的开关站DC断路器1010(表示为开关站DC断路器1010L)连接至HVDC开关站1000，而远处HVDC站100则可以经由较慢的开关站DC断路器1010连接至HVDC开关站1000。高速的开关站DC断路器1010L例如可以是电子断路器，速度较慢的开关站DC断路器例如可以是机械DC断路器。这种配置的示例在图3b中示出，其中本地HVDC站100L经由形成HVDC开关站1000的一部分的两个快速的开关站DC断路器1010L连接至HVDC开关站1000，而该HVDC开关站1000另外包括用于连接更远距离的HVDC站100的较慢的开关站DC断路器1010。
一旦在HVDC站100或连接至图3a的HVDC开关站1000的DC传输线路110中检测到主要故障，本地HVDC站100的快速DC断路器500就将会跳闸，以及将故障HVDC站/DC传输线路连接至开关站1000的开关站DC断路器1010中的多个也将跳闸。快速DC断路器500的断开将在电流浪涌否则将对本地HVDC站100造成损坏的临界时间之前很好地完成。一旦成功断开了相关的开关站DC断路器1010L，则本地HVDC站100L的DC断路器500可以闭合，从而该本地HVDC站100L能够使得被中断的经由HVDC电网的能量传输得以继续。在本地HVDC站100从HVDC电网断开连接的时间段期间，本地HVDC站100的SVC操作可以继续，由此使得HVDC电网中的故障在AC系统135中引起的干扰最小化。
一旦在连接至图3b的HVDC开关站1000的本地HVDC站100中检测到主要故障，开关站1000的快速开关站DC断路器1010L就将跳闸。一旦在将另外的HVDC站100连接至HVDC开关站1000的传输线路110中或者另外的HVDC站100中检测到主要故障，快速的开关站DC断路器1010L就将断开，以及连接发生故障的另外的HVDC站100/传输线路110的开关站DC断路器也将断开。而且在这种情况下，HVDC站100的SVC操作将继续进行。
经由至少一个快速DC断路器而将本地HVDC站100L连接至HVDC开关站1000的创造性概念能够被应用在任意配置的HVDC开关站系统1001中，诸如所说的两断路器/两母线开关站；两主母线/单断路器开关站；一主一辅母线/单断路器开关站；两主一辅母线/单断路器开关站；双母线选择开关站；或者环形母线开关站。可以在其中应用该发明概念的两个另外的HVDC开关站配置示例在图4a和4b中示出。这些示例出于说明的目的而示出，并且本发明可以应用于任意HVDC开关站配置。在图4a和4b所示的示例中，本地HVDC站100L通过其连接至HVDC开关站1000的快速DC断路器(多个)是形成HVDC开关站1000的一部分的开关站DC断路器1010L(参见图3)。然而，图3a的实施例也可以关于任意开关站配置而使用，其中，本地HVDC站100L通过其连接至HVDC开关站1000的快速DC断路器是形成HVDC站100L的一部分的DC断路器500的。
在图4a中示出的在两母线/两断路器开关站配置的示例，在该配置中，HVDC站100经由两个开关站DC断路器1010以如下方式连接在两条母线1005a和1005b之间，该方式使得在HVDC站100和每条母线1005a、1005b之间存在开关站DC断路器1010，并且使得这些开关站DC断路器1010中的每一个被配置为仅保护一个HVDC站100。在图4a中，将本地HVDC站100L连接至HVDC开关站1000的开关站断路器1010L是快速DC断路器，而连接远距离HVDC站100的开关站断路器1010是速度较低的DC断路器。
图4b示出了开关站系统1001，其中HVDC开关站1001是环形母线开关站配置，其中母线1005以DC传输线路110能够与之连接的环进行连接，并且其中开关站DC断路器1010被连接为使得相邻的传输线路连接被至少一个开关站DC断路器1010分隔开来。
图3a-3b和图4a-4b中所示的HVDC站100L被示为非对称的单极HVDC站，其具有到接地端的连接。利用快速DC断路器将本地HVDC站100L连接至HVDC开关站而连接远距离HVDC站100的开关站DC断路器1010中的至少一些是速度较低的DC断路器的创造性概念也可以关于双极和对称单极HVDC站100而得以使用。
在图3a和3b的HVDC开关站布置中，本地HVDC站100L经由至少一个快速DC断路器500/1010L连接至HVDC开关站1000的母线(多条)1005，而至少一个远距离HVDC站100则经由速度较低的开关站DC断路器1010而连接至HVDC开关站1000。然而，如果需要，一些远距离HVDC站100能够利用至少一个另外的快速DC断路器500/1010L而连接到HVDC开关站1000。HVDC开关站1000可以被布置为使得多于一条的DC传输线路110能够经由快速的开关站DC断路器1010L连接至HVDC开关站1000。
在上文中，已经关于经由至少一个快速DC断路器500/1010L连接至HVDC开关站1000的至少一条母线1005的本地HVDC站100L而对本创造性的HVDC开关站布置进行了描述。在另一种应用中，快速开关站断路器1010L被用于将远距离HVDC站100连接至HVDC站1000的至少一条母线1005，而本地HVDC站100L则经由速度较低的DC断路器(多个)进行连接。这例如在本地HVDC站连接至较低功率的AC网络135而不是连接至远距离站的AC网络135时会是有益的，其中较强AC网络135对HVDC开关站1000中故障电流的影响将比连接至本地HVDC站100L的较弱AC网络的影响更为明显。
在本发明的另一种应用中，HVDC电网的第一部分经由至少一个快速开关站DC断路器1010L连接至HVDC开关站1000的至少一条母线1005，而HVDC电网的至少一个另外部分则经由较慢的开关站DC断路器1010连接至母线(多条)1005。因此，具有快速和较慢开关站DC断路器的HVDC开关站1000可以被用于HVDC电网较大部分经由快速DC断路器1010L的连接而不是单个HVDC站100到DC电网的另外部分的连接。在该应用中，第一部分例如可以是第一国家或地区的HVDC网络，而HVDC电网的另外部分(多个)可以是另外的国家或地区的HVDC网络。这样的具有快速和较慢开关站DC断路器组合的HVDC开关站配置可以被用来将故障的效应限制为一个区域，其中一个区域例如可以是一个国家或地区。
根据本发明的多于一个的HVDC开关站布置可以有利地用在HVDC电网中，从而多于一个的HVDC站或者HVDC电网的一部分将经由创造性的HVDC开关站布置而连接到HVDC电网的其它部分。在特定的HVDC开关站，故障电流将是1)来自连接至HVDC电网的AC网络的电流贡献量和2)源于HVDC电网中的充电电容的放电的电容器分量之和。当在HVDC电网中使用多于一个的创造性HVDC开关站布置时，来自经由另外的创造性的HVDC开关站布置而连接至特定HVDC开关站的AC网络的电流贡献量将在早期时间点被限制或消除。要被速度较低的开关站DC断路器所断开的故障电流因此将会更低，从而速度较低的DC断路器上的电流断开能力要求将会更低。为了使得在HVDC开关站处出现的故障电流最小化，每个HVDC站100可以用这样一种方式连接至DC电网以，该方式使得快速DC断路器500/1010L连接在HVDC换流器105和HVDC开关站1000的母线1005之间，其中HVDC站100经由该HVDC开关站1000连接至HVDC电网。
包括根据本发明的若干HVDC开关站布置的HVDC电网400在图4c中示出，图4c的HVDC电网400仅是示例，并且可以实施包括快速和较慢开关站DC断路器的组合或者仅具有相同断开速度的开关站DC断路器的HVDC断路器的任意组合。图4c中已经示出了HVDC电网400的四个不同的HVDC开关站1000A、1000B、1000C和1000D。开关站1000A经由快速开关站DC断路器1010L和较慢DC断路器1010的组合将包括开关站1000B、1000C和1000D的HVDC网络与两个另外的网络(未示出)进行互联。开关站1000B、开关站1000C和开关站1000D每个将HVDC站100连接至HVDC电网400，其中开关站1000B和1000C是根据本发明的开关站，它们每个均包括快速和较慢开关站断路器的组合。开关站1000D是仅具有较慢DC断路器1010的开关站。由于源于连接至开关站1000A-C的HVDC站的故障电流的电源分量将被这些开关站的快速开关站DC断路器1010L快速限制或消除，所以较慢的DC断路器1010将足以保护连接至HVDC开关站1000D以及HVDC电网400的HVDC站免于被故障电流所损坏。如果与连接至开关站1000D的HVDC站100相连接的AC网络135是相对弱的网络的情况下尤其如此。因此，创造性的HVDC开关站布置还能够助于HVDC开关站在HVDC站仅经由较慢开关站DC断路器连接至HVDC开关站的母线的情况下的使用。
如果快速DC断路器能够在从DC断路器断开开始的特定断开时间tDC内断开电流则其就足够快，其中DC断路器的断开时间tDC短于最差情况下故障电流在DC断路器200所保护的HVDC电网设备中生成破坏性热量所需的时间。典型地，快速DC断路器500的tDC处于典型AC断路器的断开时间tAC的十分之一的量级之内。如以下将要讨论的，当前可使用具有2ms那么短的断开时间tDC的DC断路器500，其对应于AC系统135的基本频率周期的十分之一。术语快速DC断路器500在这里意味着断开时间tDC大约为10ms或更短的DC断路器，即对应于50或60Hz的AC系统135的基本频率周期的一半或者更短。
如以上所讨论的快速DC断路器500/1010L可以是能够提供大约10ms或更短，例如5ms、2ms或更短的断开时间的任意设计。在一个实施例中，快速DC断路器500/1010L的断开速度与较低速度的开关站DC断路器1010的断开速度之比为二或更大。快速DC断路器500/1010L例如可以是电子DC断路器，诸如EP0867998中所描述的电子DC断路器，其中关闭类型的半导体开关与浪涌分流器并联连接以形成电子DC断路器，这样的快速DC断路器500/1010L的示例在图5a中示出。图5a的快速DC断路器500/1010L包括关闭类型的电子开关900和浪涌分流器905(也被称作避雷器或非线性电阻器)的并联连接。
适当的快速电子DC断路器500/1010L还在专利申请PCT/EP2009/065233中有所公开，其示例在图5b和5c中示出。图5b的DC断路器500/1010L是包括关闭类型的(主)电子开关900和浪涌分流器905的并联连接的电子DC断路器。图5b的快速DC断路器500/1010L进一步包括高速隔离开关910和关闭类型的辅助电子开关915的串联连接，其中该串联连接与主电子开关900和浪涌分流器905并联连接。图5b的快速DC断路器500/1010L进一步包括与该并联连接串联连接的(可选)电抗器920，电抗器920提供电流限制。图5b的辅助开关915的导通电阻与主开关900的导通电阻相比相当小。此外，辅助电子开关915的电流断开功率与主开关900的相比能够相当低。在正常操作期间，电流将流过辅助开关915和高速隔离开关910的串联连接。一旦检测到可能需要断开电流，则辅助开关915将断开并且电流将被转换方向到主开关900。当电流不再流过高速隔离开关910时，高速隔离开关910将断开，确保高速隔离开关910和辅助开关915的串联连接的高压承受能力。为了断开电流，主开关900将随后被断开。通过图5b中所示出的DC断路器，能够利用主开关900获得高效、高速的电流断开，同时通常能够极大地避免主开关900中功率损耗有所增加的缺陷，这是因为在正常操作期间，基本将没有电流流过主开关900。辅助开关915的断开能够在电流需要被断开的指示时被有利地触发，而主开关900的触发可以从保护系统确认实际上需要断开电流为条件来进行。
在图5b中，辅助开关915被示为包括一个开关基座部件，其包括反并联连接的两个关闭类型的半导电力电子开关部件，而图5a和5b中的主开关900则被示为包括多个这样的开关基座部件的串联连接。可以进一步可替换地使用其它类型的开关基座部件，例如其中关闭类型的开关部件与反并联二极管并联连接(形成单向开关基座部件)；或相反方向串联的两个这样的单向开关基座部件；或者简单地独立开关部件。辅助开关915可以包括另外的开关基座部件，和/或辅助开关915和主开关900的开关基座部件可以为不同类型。
用于在电子DC断路器500/1010L中使用的关闭类型的适当开关部件例如为IGBT、GTO和IGCT。用于在电子DC断路器500/1010L中使用的浪涌分流器905例如可以由具有非线性电阻率的材料以已知方式所制成，诸如ZnO或SiC电阻器。
图5a和5b的快速DC断路器500/1010L仅作为示例给出，并且快速DC断路器500/1010L可以以可替换方式来实施。在一个实施例中，快速DC断路器500/1010L可以包括两个或更多可独立开关的断路器分段的串联连接，从而快速DC断路器500/1010L可以作为限流装置以及DC断路器进行操作。这样的可以作为限流器以及DC断路器进行操作的快速DC断路器500/1010L的示例在图5c中示出(还参见EP0867998的图4)。图5c的限流DC断路器包括三个不同断路器分段925的串联连接，其中每个断路器分段925包括主开关900、浪涌分流器905以及高速隔离开关910和辅助开关915的串联连接，其中主开关900、浪涌分流器905以及910&915的串联连接进行并联连接。断路器分段925可独立开关，从而断路器分段925的子集可以被断开，而(受限的)电流仍然将流过快速DC断路器500/1010L。这样断开断路器分段925的子集设备将被称作快速DC断路器500/1010L的部分断开，并且可以包括将一个或多个断路器分段925在断开和闭合状态之间进行切换。图5c所示的快速DC断路器500/1010L可以被触发以完全或部分断开(典型地在随后时间点有条件地完全断开)。通过部分断开快速DC断路器500/1010L，通过快速DC断路器500/1010L的电流能够被限制为某个数值。快速DC断路器500/1010L随后可以被保持在限流模式直至保护系统已经能够得出与故障情况的原因以及是否应当完全断开快速DC断路器500/1010L相关的信息。限流模式这样的使用例如在为了保护系统评估情况所需的时间期间避免对换流器105造成损坏，和/或确保通过HVDC开关站1000的电流将保持低于低速的开关站DC断路器1010在其上将无法执行断开的水平方面是有用的。在保护系统确定了无需完全断开快速DC断路器500/1010L的故障情况下，快速DC断路器500/1010L的部分断开将使得电力传输系统免受完全断开DC电流所导致的干扰。图5c的限流DC断路器500/1010L仅作为示例示出，并且可以以任意方式进行改变。例如，限流DC断路器500/1010L可以包括任意数量的N个断路器分段，其中N＞2。910&915的串联连接可以从断路器部件925省去。如果需要，不同于每个断路器分段925都具有其自己的辅助开关915和隔离开关910，可以并联于N个断路器分段925的整个串联连接提供一组910&915的串联连接。
本发明并不应当被理解为局限于使用半导体DC断路器。例如，假设可以获得具有10ms或更短的断开时间tDC的机械DC断路器，则这样的快速机械DC断路器可以有利地被用作快速DC断路器500/1010L。
典型地，HVDC站100和/或HVDC开关站1000配备有保护系统，其被配置为执行各种电流和电压的测量以便确定是否发生了需要采取行动的任何故障。图6示出了被配置为对快速DC断路器500/1010L的跳闸进行控制的保护系统600的示例，本地HVDC站100或HVDC电网400的一部分通过该快速DC断路器500/1010L连接至HVDC开关站1000。典型地，快速DC断路器500/1010L应当在本地HVDC站100L中发生主要故障时部分或完全跳闸以便保护HVDC电网400免受这样的故障所导致的故障电流的影响。快速DC断路器500/1010L还应当在HVDC电网中的传输线路或者其它设备中发生包括HVDC开关站1000的母线1005中的故障在内的主要故障时跳闸以便保护HVDC电网400的健康部分。如以下将看到的，例如可以通过将经过快速DC断路器500/1010L的电流与预定数值进行比较来确定故障是否需要跳闸。就像关于图5c所讨论的包括可独立开关的断路器分段925的快速DC断路器的情形那样，如果DC断路器500/1010L能够作为限流器进行操作，则能够执行快速DC断路器500/1010L的部分跳闸。
保护系统600被布置为在需要快速DC断路器500/1010L的动作时生成触发信号605并且将其发送至快速DC断路器500/1010L。根据快速DC断路器500/1010L的类型，可能有快速DC断路器500/1010L的不同动作，并且因此能够响应于HVDC电网中的不同指示而生成不同的触发信号605。
无论快速DC断路器500/1010L的设计如何，都应当在检测到需要将本地HVDC站100L断开连接的故障时发送断开连接的触发信号605。将本地HVDC站100L断开连接的决定例如可以基于已经发生故障的外部指示(关于快速DC断路器500/1010L的外部)，例如基于本地HVDC站中敏感部分(例如，电气阀的二极管)的温度监视结果；和/或基于衍生保护(derivate protection)；和/或基于使用HVDC电网上除快速DC断路器500/1010L自身之外的其他部分上的电流和/或电压测量的差分保护。断开连接的决定还可以基于快速DC断路器500/1010L自身中属性的测量，诸如浪涌分流器905的温度或者通过快速DC断路器500/1010L的电流，从而如果接近快速DC断路器高于其将无法执行断路操作的水平则将断开电流。
如果快速DC断路器500/1010L包括辅助开关915和隔离开关910的串联连接，则保护系统600有利地可以被布置为响应于哪个快速DC断路器500/1010L被布置为断开辅助开关915和隔离开关915(断开是顺序的)而向该快速DC断路器500/1010L发送抢先触发信号605，以便使得快速DC断路器500/1010L准备主断路器900的断开操作。如果辅助开关915和隔离开关910在快速DC断路器500/1010L接收到断开连接的触发信号605时已经断开，并且电流因此已经被转换方向至主断路器900，则快速DC断路器500/1010L的断开时间将会更短。为了确定是否应当生成抢先触发信号605，保护系统600可以被布置为对快速隔离开关500/1010L自身中的电流情形进行监测，从而将在快速隔离开关500/1010L中的电流高于预定水平时生成抢先触发信号605。因此，发送抢先触发信号605的决定有利地可以基于在快速DC断路器500/1010L内部检测的故障指示。预定水平例如可以处于正常操作时所预期的电流之上，但是处于需要将本地HVDC站100断开连接的电流水平以下，例如处于正常操作时所预期电流的110-150％范围之内。
如果快速DC断路器500/1010L包括可独立开关的断路器分段925，则保护系统600可以有利地被布置为响应于对经过快速DC断路器500/1010L的电流进行限制而并不实际断开电流将是有利的的指示而生成限制触发信号605。在该实施例中，快速DC断路器500/1010L将被布置为在从保护系统600接收到限制触发信号605时使得断路器分段925的子集跳闸。为了确定是否应当生成限制触发信号605，保护系统600例如可以被布置为对快速隔离开关500/1010L自身中的电流状况进行监测，从而将在快速隔离开关500/1010L中的电流高于预定水平时生成限制触发信号605。因此，发送限制触发信号605的决定有利地可以基于在快速DC断路器500/1010L中内部检测的故障指示。预定水平例如可以处于正常操作时所预期的电流之上，但是仍然低于需要将本地HVDC站100断开连接的电流水平，例如处于正常操作时所预期电流的110-150％范围之内。如果分段的快速HVDC断路器500/1010L配备有辅助开关，则在一种实施方式中，可以在辅助开关915和隔离开关910已经断开后立即执行一个或多个分段925的断开。通过在电流高于适当水平时限制经过快速DC断路器500/1010L的电流而不是通过完全断开快速DC断路器500/1010L而将本地HVDC站100断开连接，保护系统600将被给予更多时间来调查本地HVDC站100L实际上是否必须被断开连接。在一些情况下，可能无需断开连接，在这样的情况下被断开的断路器分段925可以重新闭合，并且对于HVDC电网的干扰与本地HVDC站100已经被断开相比将会相当小。
因此，其示例在图5c中示出的具有可独立开关的断路器分段925以及辅助开关915和隔离开关910的串联连接的快速DC断路器500/1010L可以被布置为接收三种不同类型的触发信号605，其中每种类型将在快速DC断路器500/1010L中导致不同的动作：断开连接触发信号、抢先触发信号和限制触发信号。保护系统600可以进一步被布置为生成其它类型的触发信号。图7是图示保护系统600关于快速DC断路器500/1010L的控制所执行的方法实施例的示例的流程图，该快速DC断路器500/1010L具有可独立开关的断路器分段925以及辅助开关915和隔离开关910的串联连接。在步骤705，检查快速DC断路器500/1010L中的电流IDCB是否超过第一电流阈值
Figure BPA00001657389300221
其中被预先定义为高于正常操作期间所预期的电流。如果否，则重新进入步骤705，而如果是，则进入步骤710，其中抢先触发信号605被发送至快速DC断路器500/1010L。随后进入步骤715。在步骤715，检查快速DC断路器500/1010L中的电流IDCB是否超过第二电流阈值
Figure BPA00001657389300223
Figure BPA00001657389300224
是预先定义的阈值以使得
Figure BPA00001657389300225
同时
Figure BPA00001657389300226
仍然低于快速DC断路器500/1010L高于其就需要被断开的电流阈值。如果在步骤715发现IDCB没有超过则重新进入步骤705，而如果发现IDCB超过了
Figure BPA00001657389300228
则进入步骤720，其中生成限制触发信号605。随后进入步骤725。在步骤725，检查是否需要完全断开快速DC断路器500/1010L。如果是，则进入步骤730，其中生成断开连接的触发信号605。如果否，则重新进入步骤705。步骤725的检查可以包括指示本地HVDC站100L是否应当被断开连接的外部指示的检查，以及DC断路器自身内部的诸如IDCB水平或任意断开的浪涌分流器905的温度之类的内部指示的检查。例如可以定义第三电流阈值以便确保通过快速DC断路器500/1010L的电流将不会超过快速DC断路器500/1010L自身高于其将被损毁的电流水平。步骤725还可以包括检查从电流限制开始起所过去的时间，从而如果该时间量超过预定时间量则将执行快速DC断路器500/1010L的完全断开。
因此，被布置为对快速DC断路器500/1010L的操作进行控制的保护系统600可以有利地被布置为使用从快速DC断路器500/1010L中的数量测量所获得的诸如电流和/或温度之类的内部信息以及从快速DC断路器500/1010L外部的HVDC电网的部分中的数量测量所获得的外部信息，诸如本地HVDC站100L、HVDC开关站1000、连接至快速DC断路器500/1010L将本地HVDC站100L与之相连接的HVDC开关站1000的DC传输线路110中的电流、电压和/或温度等。这在图6中通过一组内部输入信号610和一组外部输入信号615来指示。如果仅使用内部或外部输入信号，则集合中不同类型的输入信号可以为1甚至0那么低。
图7所示的方法是对快速DC断路器500/1010L进行控制的方法的示例，并且可以使用可替换方法。例如，基于外部信息所执行的检查可以独立于基于内部信息所执行的检查来进行，而不是如图7所示的在相同序列中进行。根据快速DC断路器500/1010L的设计，步骤705-710和/或步骤715-720可以被省略。当步骤705-710以及步骤720都存在时，步骤715可以被延迟所替代，从而将在步骤710之后利用适于辅助开关915和隔离开关910断开的时间延迟而自动进入步骤720。当要通过该方法所控制的快速DC断路器是HVDC站断路器500时，保护系统600可以被布置为在步骤730中向将本地HVDC站连接至HVDC开关站1000的开关站断路器1010发送断开连接的触发信号。
被用来将另外的HVDC站100连接至HVDC开关站1000的开关站DC断路器1010的控制通常将独立于快速DC断路器(多个)500/1010L的控制。这样的控制通常将基于使用诸如差动保护或衍生保护之类的使用外部信息的保护技术。
通过使用适当电路，保护系统600可以仅利用硬件来实施。在保护系统600的一种实施方式中，保护系统600至少部分地通过处理器以及要在该处理器上运行的计算机软件来实施。
虽然在所附的独立权利要求中展现出的本发明的各个方面，但是本发明的其它方面包括以上描述和/或所附权利要求中所给出的任意特征的组合，而并不仅仅是所附权利要求中所明确给出的组合。
本领域技术人员将会意识到的是，这里所给出的技术并不局限于仅是出于说明的目的而给出的附图和以上详细描述中所公开的实施例，而是可以以多种不同方式来实施，并且其由以下权利要求所限定。

Claims (15)

1.一种HVDC开关站(1000)，其被布置为将DC电网的第一部分与所述DC电网的至少一个另外的部分进行互连，其中所述HVDC开关站包括：
至少一条母线(1005a，1005b；1005)以及至少两个开关站DC断路器(1010L，1010)；其中
被配置为将所述DC电网的所述第一部分连接到至少一条母线的至少一个开关站DC断路器是快速DC断路器(500；1010L)；
所述开关站DC断路器中的至少一个开关站DC断路器的速度较低，所述至少一个速度较低的开关站DC断路器被布置为将所述DC电网的另外部分与所述至少一条母线中的至少一条母线进行互连，以及
所述快速DC断路器能够提供比至少一个速度较低的DC断路器更高的断开速度。
2.根据权利要求1所述的HVDC开关站，其中所述DC电网的所述第一部分是单个HVDC站(100L)，并且所述DC电网的所述至少一个另外的部分包括至少一个是另外的HVDC站。
3.一种被布置为将第一HVDC站(100L)与至少一个另外的HVDC站进行互连的HVDC开关站系统(1001)，该HVDC开关站系统包括所述第一HVDC站和HVDC开关站(1000)，其中所述HVDC开关站包括：
至少一条母线(1005a，1005b；1005)以及其用于将所述第一HVDC站与所述至少一个另外的HVDC站进行互连的至少一个开关站DC断路器(1010L，1010)；并且其中
所述第一HVDC站经由能够提供比至少一个开关站DC断路器更高的断开速度的至少一个快速DC断路器(500；1010L)连接至所述至少一条母线，所述开关站DC断路器的速度较低并且将所述至少一个另外的HVDC站中的至少一个HVDC站与所述至少一条母线中的至少一条母线进行互连。
4.根据权利要求3所述的开关站布置，其中
所述至少一个快速DC断路器是开关站DC断路器(1010L)。
5.根据权利要求2或4所述的开关站布置，其中
被布置为串联连接在所述第一HVDC站和所述至少一条母线中的一条母线之间的任意开关站DC断路器是快速DC断路器。
6.根据权利要求3所述的开关站布置，其中
所述至少一个高速DC断路器(500)形成所述第一HVDC站的一部分。
7.根据前述权利要求任一项所述的开关站布置，其中
被布置为将诸如另外的HVDC站的所述DC电网的另外部分连接至任意母线的任意开关站DC断路器是速度较低的DC断路器。
8.根据前述权利要求任一项所述的开关站布置，其中
快速DC断路器是电力电子DC断路器而速度较低的开关站DC断路器是机械DC断路器。
9.根据前述权利要求任一项所述的开关站布置，其中
所述快速DC断路器的断开速度处于所述至少一个速度较低的开关站DC断路器的断开速度的两倍或更多的量级。
10.根据前述权利要求任一项所述的开关站布置，其中
所述至少一个快速DC断路器的断开时间是10ms或更少。
11.根据前述权利要求任一项所述的开关站布置，其中，快速DC断路器包括：
关闭类型的主半导体开关(900)；
与所述主半导体开关并联连接的浪涌分流器(905)；以及
高速开关(910)和关闭类型的辅助半导体开关(915)的串联连接，其中所述串联连接并联连接到所述主半导体开关和所述浪涌分流器。
12.根据前述权利要求任一项所述的开关站布置，其中
所述快速DC断路器包括至少两个可独立开关的断路器分段(925)的串联连接，从而所述快速DC断路器能够作为限流器进行操作。
13.根据前述权利要求任一项所述的开关站布置，其中
所述HVDC开关站是以下配置之一：一个半断路器配置；两断路器/两母线配置；或环形母线配置。
14.根据前述权利要求任一项所述的开关站布置，进一步包括
保护系统(600)，其被配置为对所述快速DC断路器的操作进行控制以使得所述快速DC断路器将响应于检测到故障而断开。
15.一种包括根据前述权利要求任一项所述的开关站布置的DC电网(400)。
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