CN104753079B - 一种可实现功率反送的混合直流输电系统 - Google Patents
一种可实现功率反送的混合直流输电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104753079B CN104753079B CN201510142770.4A CN201510142770A CN104753079B CN 104753079 B CN104753079 B CN 104753079B CN 201510142770 A CN201510142770 A CN 201510142770A CN 104753079 B CN104753079 B CN 104753079B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- converter
- current
- hybrid hvdc
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 230000009194 climbing Effects 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- BYACHAOCSIPLCM-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]ethanol Chemical group OCCN(CCO)CCN(CCO)CCO BYACHAOCSIPLCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100499229 Mus musculus Dhrsx gene Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
本发明提供一种可实现功率反送的混合直流输电系统，该混合直流输电系统包括整流侧的电流源型换流器和逆变侧的电压源型换流器，电流源型换流器和电压源型换流器对应的直流母线的正负极两端分别串联有极隔离开关L8、L9和极隔离开关Y8、Y9；极隔离开关L8和Y8、以及隔离开关L9和Y9分别通过直流输电线路连接；极隔离开关L8和L9之间交叉并联有功率反送转换开关L10和L11，使得极隔离开关L8的两端分别与功率反送转换开关L10的一端和功率反送转换开关L11的一端连接、极隔离开关L9的两端分别与功率反送转换开关L10的另一端和功率反送转换开关L11的另一端连接。这种技术方案成本低，操作控制简单，扩展了混合直流输电系统的应用领域，提高了系统运行方式的灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合直流输电系统，具体讲涉及一种可实现功率反送的混合直流输电系统。
背景技术
直流输电技术分为常规直流与柔性直流两种类型，每种类型的直流输电系统均可功率反送，但功率反送的原理并不相同。由于晶闸管电流单向流通，所以常规直流功率反送只能通过改变直流电压极性的方法来实现；而柔性直流由于换流阀可以双向流动，所以直流电压极性可以维持不变，仅通过改变直流电流方向就可以实现功率反送。
由电流源型换流器与电压源型换流器共同组成的混合直流输电系统，具有常规直流与柔性直流的技术特点与优势。电压源型换流器主要包括两电平、半桥子模块换流器和全桥子模块换流器，全桥子模块换流器可以改变直流电压极性，但是所需全控型电力电子器件是半桥子模块换流器的2倍，造价太高，一般不单独应用于直流输电。因此混合直流输电系统的电压源型换流器主要采用两电平或者半桥子模块换流器。
由于两电平或者半桥子模块换流器的电压极性不能改变，混合直流输电系统的电流源型换流器的直流电流方向也不能改变，因此这种混合直流输电系统在需要功率反送时，会出现矛盾，一般不具备功率反送的能力，只适用于能源基地功率单向送出等工程。
发明内容
本发明针对目前混合直流输电系统无法实现功率反送的缺点与不足，提供一种可实现功率反送的混合直流输电系统，通过在采用两电平或者半桥子模块换流器的混合直流输电系统的直流母线上安装功率反送转换开关，使混合直流输电系统具备功率反送的功能。
本发明提供的技术方案是：一种可实现功率反送的混合直流输电系统，所述混合直流输电系统包括整流侧的电流源型换流器和逆变侧的电压源型换流器，所述电流源型换流器和所述电压源型换流器对应的直流母线的正负极两端分别串联有极隔离开关L8、L9和极隔离开关Y8、Y9；所述极隔离开关L8和Y8、以及所述隔离开关L9和Y9分别通过直流输电线路连接；其改进之处在于：所述极隔离开关L8和L9之间交叉并联有功率反送转换开关L10和L11，使得所述极隔离开关L8的两端分别与所述功率反送转换开关L10的一端和所述功率反送转换开关L11的一端连接、所述极隔离开关L9的两端分别与所述功率反送转换开关L10的另一端和所述功率反送转换开关L11的另一端连接。
优选的，所述电流源型换流器包括：
换流变压器A：其一侧绕组通过进线开关与交流系统A连接，另一侧绕组与晶闸管换流器相连，当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将交流系统A提供的三相交流电进行电压等级变换；当所述混合直流输电系统功率反送时，用于将晶闸管换流器输出的三相交流电进行电压等级变换；
晶闸管换流器：当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将电压等级变换后的三相交流电转化为直流电；当所述混合直流输电系统功率反送时，晶闸管换流器转为逆变状态运行，用于将直流母线侧的直流电转化为三相交流电；
平波电抗器：分别串联在所述电流源型换流器对应的直流母线的正负极两端，用于平抑直流电中的波纹；
直流滤波器：并联在所述电流源型换流器对应的直流母线的正负极之间，用于滤除直流电流的12k低次谐波，其中k＝1,2,3…N，N为整数；
交流滤波器：并联在交流系统A的进站高压三相母线上，用于滤除交流电流的12k±1低次谐波，其中k＝1,2,3…N，N为整数。
优选的，所述电压源型换流器包括：
换流变压器B：其一侧绕组通过进线开关与交流系统B连接，另一侧绕组通过换相电抗器与多电平换流器连接；当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将所述多电平换流器输出的三相交流电进行电压等级变换，当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将交流系统B提供的三相交流电进行电压等级变换；
换相电抗器：接于多电平换流器与换流变压器B之间，是多电平换流器与换流变压器B之间的功率传输纽带，其两端的相角差决定了传输有功功率的多少，此外还用于抑制故障电流的上升速率；
多电平换流器：当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将所述电流源型换流器输出的直流电转换为三相交流电；当所述混合直流输电系统功率反送时，多电平换流器转为整流状态运行，用于将交流系统B提供的三相交流电转化为直流电；
高频交流滤波器：接于换相电抗器和换流变压器B之间，用于滤除交流电流中的高低次谐波，谐波次数与开关频率或者换流器电平数有关；
直流电容：接于电压源型换流器对应的直流母线的正负极之间，用于维持直流电压的稳定。
进一步，所述晶闸管换流器为十二脉动桥式晶闸管换流器，不能改变直流电流方向。
进一步，所述多电平换流器为两电平电压源型换流器或半桥子模块结构电压源型换流器，不能改变电压极性。
优选的，所述混合直流输电系统通过如下步骤实现功率反送：
S1，闭锁晶闸管换流器，使直流传输有功功率降为零，拉开电流源型换流器侧进线开关，此时多电平换流器仍继续运行，运行于定直流电压方式，即直流电容电压维持不变；
S2，闭锁电压源型换流器，拉开电压源型换流器侧进线开关；检测直流电容电压，等待其降为零；
S3，断开极隔离开关L8和L9；
S4，闭合功率反送转换开关L10和L11；
S5，合上电压源型换流器侧进线开关，解锁多电平换流器，使其运行于定直流电压方式，直到直流电容电压达到额定值；
S6，合上电流源型换流器侧进线开关，解锁晶闸管换流器，逐步使有功功率达到给定值。
进一步，所述极隔离开关L8和L9与所述功率反送转换开关L10和L11连锁运行，以防止所述极隔离开关L8和L9与所述功率反送转换开关L10和L11同时处于合位。
进一步，当所述混合直流输电系统正常工作时，所述电流源型换流器将交流系统A提供的交流电转换为直流电，并通过所述电压源型换流器将直流电转换为交流电后输送给交流系统B；
当所述混合直流输电系统实现功率反送时，所述电压源型换流器将交流系统B提供的交流电转换为直流电，并通过所述电流源型换流器将直流电转化为交流电后输送给交流系统A。
进一步，所述两电平电压源型换流器包括三相六桥臂，每个桥臂包括绝缘栅双极型晶体管IGBT以及并联在所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极和集电极之间的二极管和压敏电阻，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极接收外部设备提供的控制信号。
进一步，所述半桥子模块结构电压源型换流器包括三相六桥臂，每个桥臂包括依次串联的半桥子模块，所述半桥子模块包含两个串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT、与所述两个串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT并联的直流电容、以及分别并联在所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极和集电极之间的二极管，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极接收外部设备提供的控制信号。
与最接近的技术方案相比，本发明具有如下显著进步：
1)本发明提供的混合直流输电系统采用两电平或半桥子模块换流器结构的电压源型换流器，与采用价格高昂的全桥子模块换流器相比，降低了混合直流输电系统的建造成本。
2)本发明提供的混合直流输电系统操作控制简单，只需要将系统停运后断开极隔离开关，并闭合功率反送转换开关即可实现混合直流输电系统的功率反送，不需要改变系统绝缘配合水平，极大地扩展了混合直流输电系统的应用领域，提供了系统运行方式的灵活性。
附图说明
图1为采用两电平电压源型换流器的混合直流输电系统的电路结构示意图；
图2为十二脉动桥式晶闸管换流器的电路结构示意图；
图3为半桥子模块结构电压源型换流器的电路结构示意图；
图4为混合直流输电系统正常运行时功率正送启动过程的仿真结果图；
图5为混合直流输电系统功率反送时的仿真结果图；
其中：L1：交流系统A；L2：进线开关A；L3：交流滤波器；L4：换流变压器A；L5：晶闸管换流器；L6：平波电抗器；L7：直流滤波器；L8：极隔离开关A；L9：极隔离开关B；L10：功率反送转换开关A；L11：功率反送转换开关B；Y1：交流系统B；Y2：进线开关B；Y3：换流变压器B；Y4：高频交流滤波器；Y5：换相电抗器；Y6：多电平换流器；Y7：直流电容；Y8：极隔离开关A；Y9：极隔离开关B；Y10：直流接地点。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
本发明提供的混合直流输电系统的电路原理图如图1所示，包括电流源型换流器侧的：L1：交流系统A；L2：进线开关A；L3：交流滤波器；L4：换流变压器A；L5：晶闸管换流器；L6：平波电抗器；L7：直流滤波器；L8：极隔离开关A；L9：极隔离开关A；L10：功率反送转换开关A；L11：功率反送转换开关B；
电压源型换流器侧的：Y1：交流系统B；Y2：进线开关B；Y3：换流变压器B；Y4：高频交流滤波器；Y5：换相电抗器；Y6：多电平换流器；Y7：直流电容；Y8：极隔离开关A；Y9：极隔离开关B；Y10：直流接地点。
交流滤波器L3并联在交流系统A的进站高压三相母线上，具体类型、容量、组数和调谐点等根据具体系统工程条件来确定，一般可采用双调谐滤波器和并联电容器相配合，用于滤除十二脉动桥式晶闸管换流器所产生的特征次谐波电流，必要时可配置C型滤波器以滤除低次谐波。
交流滤波器L3并联在交流系统A的进站高压三相母线上，用于滤除掉交流电流的12k±1(k＝1,2,3…)低次谐波，使其不进入交流系统。
换流变压器L4由两台接线方式分别为Y0/Δ和Y0/Y的两绕组变压器构成，其原边与交流系统A进站高压母线相连，副边与十二脉动桥式晶闸管换流器3相连，当混合直流输电系统功率正送时，其对交流系统A提供的三相交流电进行电压等级变换，并为十二脉动桥式晶闸管换流器的上下两个六脉动换流桥提供相角差为30°的三相交流电；当混合直流输电系统功率反送时，用于将晶闸管换流器输出的三相交流电进行电压等级变换，将功率送入交流系统A。
十二脉动桥式晶闸管换流器L5采用如图2所示的12脉动桥式换流电路的拓扑结构，其每个桥臂串联多个晶闸管，该拓扑结构可有效减少自身所产生的谐波电流；当混合直流输电系统功率正送时，其将电压等级变换后的三相交流电转换为直流电；当混合直流输电系统功率反送时，晶闸管换流器转为逆变状态运行，用于将直流母线侧的直流电转化为三相交流电。。
平波电抗器L6串联连接于十二脉动桥式晶闸管换流器正负极输出口与极隔离开关L8和L9之间的直流母线上，其对直流电中的纹波进行平抑；防止直流输电线路产生的陡波冲击波进入多电平换流器Y6或晶闸管换流器导致器件遭受过电压而损坏，同时避免电流断续。
直流滤波器L7并联连接在正负极隔离开关与平波电抗器之间的直流母线上；用于滤除掉直流电流的12k(k＝1,2,3…)低次谐波，使其不进入直流线路。
直流输电线路包括一根正极输电线和一根负极输电线，正极输电线连接于极隔离开关L8和极隔离开关Y8之间，负极输电线连接于极隔离开关L9和极隔离开关Y9之间，用于对直流电进行传输。
直流电容Y7连接在电压源型换流器的直流母线之间，用于维持直流电压的稳定，相当于直流系统的平衡节点；
多电平换流器Y6为两电平电压源型换流器或半桥子模块结构电压源型换流器；当混合直流输电系统功率正送时，其将平抑和滤波后的直流电转换为三相交流电。当混合直流输电系统实现功率反送时，多电平换流器转为整流状态运行，将交流侧功率送入直流系统。
两电平电压源型换流器包括三相六桥臂，每个桥臂由一个绝缘栅双极型晶体管IGBT和并联在绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极和集电极之间的二极管和压敏电阻组成；绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极接收外部设备提供的控制信号，通过外部设备控制绝缘栅双极型晶体管IGBT的开通和关断来获得符合需求的换流器出口电压幅值和功角，使得最终输出想得到的有功功率和无功功率。
半桥子模块结构电压源型换流器的结构如图3所示：主要包括三相六桥臂，每个桥臂包括N个半桥子模块，每个半桥子模块包含两个串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT、与两个串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT并联的直流电容、以及并联在所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极和集电极之间的二极管，绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极接收外部设备提供的控制信号。通过上下桥臂的投入与退出来获得希望的换流器出口电压幅值和功角，使得最终输出希望的有功功率和无功功率。
换相电抗器Y5连接于换流变压器Y3和多电平换流器Y6之间，用于交流系统B和换流器之间的功率传输，其两端的相角差决定了传输有功功率的多少，另外还抑制故障电流的上升速率。
换流变压器Y3的原边与交流系统B相连，副边与多电平换流器Y6相连，当混合直流输电系统功率正送时，其将多电平换流器Y6转换成的三相交流电进行电压等级变换并输送给交流系统B；当混合直流输电系统功率反送时，用于将交流系统B提供的三相交流电进行电压等级变换后输出给多电平换流器Y6。
高频交流滤波器Y4并联在交流系统B的进站高压三相母线上，用于滤除掉交流电流的高低次谐波，使其不进入交流系统，谐波次数与开关频率或者换流器电平数有关。
功率反送转换开关L10和L11交叉并联在极隔离开关L8和极隔离开关L9之间；当混合直流输电系统功率正送时，L10和L11关断；极隔离开关L8和L9闭合；整流侧的十二脉动桥式晶闸管换流器通过控制晶闸管触发角来控制直流电流大小，通过整流将交流系统A的三相交流电变为直流电；直流电流从十二脉动桥式晶闸管换流器的正极流出，经过平波电抗器的平抑作用和直流滤波器的滤除直流谐波作用使得直流电变得平滑且仅包含直流分量，通过直流输电线路，注入多电平换流器的正极，并从其负极流出，经过直流输电线路和平波电抗器，最终流回十二脉动桥式晶闸管换流器的负极；经过多电平换流器的逆变作用，将直流电转化为三相交流电注入交流系统B，从而实现从交流系统A向交流系统B输送功率。
当要实现混合直流输电系统功率反送时，闭锁晶闸管换流器L5，使直流传输有功功率降为零，拉开电流源型换流器侧进线开关L2；此时，电压源型换流器Y6仍继续运行，运行于定直流电压方式，即直流电容Y7电压维持不变；闭锁多电平换流器Y6，拉开电压源型换流器侧进线开关Y2；检测直流电容Y7电压，等待其降为零时；断开极隔离开关L8和L9；然后闭合功率反送转换开关L10和L11；最后合上进线开关Y2，将多电平换流器Y6解锁，运行于定直流电压方式，直到直流电容Y7电压达到额定值；然后合上进线开关L2，解锁晶闸管换流器L5，逐步使有功功率达到给定值；
此时，混合直流输电系统实现功率反送，通过整流侧的多电平换流器将交流系统B的三相交流电变为直流电；直流电流从多电平换流器的正极流出，通过直流输电线路，注入十二脉动桥式晶闸管换流器的正极，并从其负极流出，其中经过平波电抗器的平抑作用和直流滤波器的滤除直流谐波作用使得直流电流变得平滑且仅包含直流分量，经过直流输电线路，最终流回多电平换流器的负极；经过十二脉动桥式晶闸管换流器的逆变作用，通过控制晶闸管触发角来控制直流电流大小，将直流电转化为三相交流电注入交流系统A，从而实现从交流系统B向交流系统A输送功率。
为了进一步验证本实施方式的有效性和可行性，通过在电力系统暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建相应模型，具体仿真参数：
整流侧：
电流源型换流器接入220kV交流电网，系统短路比为2.5；换流器采用12脉动结构，换流变变比为230kV/174.67kV，漏抗L4为0.2p.u.，平抗L 6为0.2H；额定直流电压为500kV，额定直流电流1600A，额定直流传输功率800MW。
逆变侧：
电压源型换流器接入220kV交流电网，系统短路比为2.5；换流器采用两电平电压源型换流器结构，换流变变比为230kV/213kV，漏抗Y3为0.15p.u.，直流电容Y 7为90uF；额定直流电压为500kV，额定直流电流1600A，额定直流传输功率800MW。
功率正送启动仿真结果如图4所示：其中图4(a)显示的是电流源型换流器直流电压随时间变化波形，图4(b)显示的是电流源型换流器直流电流随时间变化波形，图4(c)显示的是电流源型换流器注入到交流系统B的有功功率随时间变化波形，图4(d)显示的是电流源型换流器交流电压随时间变化波形。从上述图启动过程中的仿真图，可以看出混合直流输电系统正送时，直流系统启动正常，运行平稳，各项电气量都能达到给定值。
功率反送仿真结果如图5所示：其中图5(a)显示的是电流源型换流器交流电压随时间变化波形；图5(b)显示的是电流源型换流器直流电压随时间变化波形；图5(c)显示的是电流源型换流器直流电流随时间变化波形；图5(d)显示的是电压源型换流器注入到交流系统A的有功功率随时间变化波形；图5(e)显示的是电流源型换流器触发超前角随时间变化波形；图5(f)显示的是电流源型换流器关断角随时间变化波形；
从图5(a)、(b)、(f)中分别可看出，直流电压稳定在1.0p.u.、直流功率稳定在800MW、关断角运行平稳、最终达到17度的额定值，表明混合直流系统反送运行稳态正常。
本发明还给出了电流源型换流器在反送启动过程中交流出口处发生单相接地故障(发生在3.0秒)情况下，系统的动态响应过程，如图5(e)所示。从图5(b)、(d)和(f)中可以看出：当交流出口处发生单相接地故障时，直流电压和直流功率波动很小，关断角由于控制的作用，发生跌落，但是随着故障的消除，马上恢复正常。以上仿真结果证明混合直流通过配置附加开关，完全具备功率反送的功能。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种可实现功率反送的混合直流输电系统，所述混合直流输电系统包括整流侧的电流源型换流器和逆变侧的电压源型换流器，所述电流源型换流器和所述电压源型换流器对应的直流母线的正负极两端分别串联有极隔离开关L8、L9和极隔离开关Y8、Y9；所述极隔离开关L8和Y8、以及所述隔离开关L9和Y9分别通过直流输电线路连接；其特征在于：所述极隔离开关L8和L9之间交叉并联有功率反送转换开关L10和L11，使得所述极隔离开关L8的两端分别与所述功率反送转换开关L10的一端和所述功率反送转换开关L11的一端连接、所述极隔离开关L9的两端分别与所述功率反送转换开关L10的另一端和所述功率反送转换开关L11的另一端连接；所述电流源型换流器包括：换流变压器A：其一侧绕组通过进线开关与交流系统A连接，另一侧绕组与晶闸管换流器相连，当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将交流系统A提供的三相交流电进行电压等级变换；当所述混合直流输电系统功率反送时，用于将晶闸管换流器输出的三相交流电进行电压等级变换；晶闸管换流器：当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将电压等级变换后的三相交流电转化为直流电；当所述混合直流输电系统功率反送时，晶闸管换流器转为逆变状态运行，用于将直流母线侧的直流电转化为三相交流电；平波电抗器：分别串联在所述电流源型换流器对应的直流母线的正负极两端，用于平抑直流电中的波纹；直流滤波器：并联在所述电流源型换流器对应的直流母线的正负极之间，用于滤除直流电流的12k低次谐波，其中k＝1,2,3…N，N为整数；交流滤波器：并联在交流系统A的进站高压三相母线上，用于滤除交流电流的12k±1低次谐波，其中k＝1,2,3…N，N为整数；多电平换流器为两电平电压源型换流器或半桥子模块结构电压源型换流器，不能改变电压极性。
2.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于：所述电压源型换流器包括：
换流变压器B：其一侧绕组通过进线开关与交流系统B连接，另一侧绕组通过换相电抗器与多电平换流器连接；当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将所述多电平换流器输出的三相交流电进行电压等级变换，当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将交流系统B提供的三相交流电进行电压等级变换；
换相电抗器：接于多电平换流器与换流变压器B之间，是多电平换流器与换流变压器B之间的功率传输纽带，其两端的相角差决定了传输有功功率的多少，此外还用于抑制故障电流的上升速率；
多电平换流器：当所述混合直流输电系统功率正送时，用于将所述电流源型换流器输出的直流电转换为三相交流电；当所述混合直流输电系统功率反送时，多电平换流器转为整流状态运行，用于将交流系统B提供的三相交流电转化为直流电；
高频交流滤波器：接于换相电抗器和换流变压器B之间，用于滤除交流电流中的高低次谐波，谐波次数与开关频率或者换流器电平数有关；
直流电容：接于电压源型换流器对应的直流母线的正负极之间，用于维持直流电压的稳定。
3.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于：
所述晶闸管换流器为十二脉动桥式晶闸管换流器，不能改变直流电流方向。
4.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于：所述混合直流输电系统通过如下步骤实现功率反送：
S1，闭锁晶闸管换流器，使直流传输有功功率降为零，拉开电流源型换流器侧进线开关，此时多电平换流器仍继续运行，运行于定直流电压方式，即直流电容电压维持不变；
S2，闭锁电压源型换流器，拉开电压源型换流器侧进线开关；检测直流电容电压，等待其降为零；
S3，断开极隔离开关L8和L9；
S4，闭合功率反送转换开关L10和L11；
S5，合上电压源型换流器侧进线开关，解锁多电平换流器，使其运行于定直流电压方式，直到直流电容电压达到额定值；
S6，合上电流源型换流器侧进线开关，解锁晶闸管换流器，逐步使有功功率达到给定值。
5.如权利要求3所述的混合直流输电系统，其特征在于：
所述极隔离开关L8和L9与所述功率反送转换开关L10和L11连锁运行，以防止所述极隔离开关L8和L9与所述功率反送转换开关L10和L11同时处于合位。
6.如权利要求3所述的混合直流输电系统，其特征在于：
当所述混合直流输电系统正常工作时，所述电流源型换流器将交流系统A提供的交流电转换为直流电，并通过所述电压源型换流器将直流电转换为交流电后输送给交流系统B；
当所述混合直流输电系统实现功率反送时，所述电压源型换流器将交流系统B提供的交流电转换为直流电，并通过所述电流源型换流器将直流电转化为交流电后输送给交流系统A。
7.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于：
所述两电平电压源型换流器包括三相六桥臂，每个桥臂包括绝缘栅双极型晶体管IGBT以及并联在所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极和集电极之间的二极管和压敏电阻，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极接收外部设备提供的控制信号。
8.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于：
所述半桥子模块结构电压源型换流器包括三相六桥臂，每个桥臂包括依次串联的半桥子模块，所述半桥子模块包含两个串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT、与所述两个串联的绝缘栅双极型晶体管IGBT并联的直流电容、以及分别并联在所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极和集电极之间的二极管，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极接收外部设备提供的控制信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510142770.4A CN104753079B (zh) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | 一种可实现功率反送的混合直流输电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510142770.4A CN104753079B (zh) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | 一种可实现功率反送的混合直流输电系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104753079A CN104753079A (zh) | 2015-07-01 |
| CN104753079B true CN104753079B (zh) | 2018-05-29 |
Family
ID=53592357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510142770.4A Active CN104753079B (zh) | 2015-03-27 | 2015-03-27 | 一种可实现功率反送的混合直流输电系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104753079B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104852401B (zh) * | 2015-06-02 | 2017-07-18 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种混合直流输电系统、控制方法及潮流反转控制方法 |
| CN105391032B (zh) * | 2015-11-20 | 2018-01-09 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种混合背靠背直流输电装置及故障处理方法 |
| CN106921157B (zh) * | 2015-12-28 | 2020-08-04 | 国网智能电网研究院 | 一种柔性环网控制器的交流侧单相接地故障控制方法 |
| CN105652117B (zh) * | 2015-12-29 | 2020-10-27 | 国网智能电网研究院 | 一种基于dc/dc变换器的直流电网全功率循环的试验电路 |
| CN108683207B (zh) * | 2018-05-28 | 2021-10-01 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种混合直流换流器阀组在线投入电路和投入方法及装置 |
| CN108736505A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-02 | 新风光电子科技股份有限公司 | 一种中压双向直流输电系统及其控制方法 |
| CN114915199A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-16 | 贵州电网有限责任公司 | 一种用于电力专用芯片的双向换流电路 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102738819A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-17 | 中国电力科学研究院 | 采用混合换流技术提高交流线路传输能力的输电系统 |
| US8498752B2 (en) * | 2010-10-04 | 2013-07-30 | Osisoft, Llc | Decoupling controller for power systems |
| CN104362662A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-02-18 | 湖北工业大学 | 一种lcc-vsc型混合直流输电系统拓扑结构及启动方法 |
-
2015
- 2015-03-27 CN CN201510142770.4A patent/CN104753079B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8498752B2 (en) * | 2010-10-04 | 2013-07-30 | Osisoft, Llc | Decoupling controller for power systems |
| CN102738819A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-17 | 中国电力科学研究院 | 采用混合换流技术提高交流线路传输能力的输电系统 |
| CN104362662A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-02-18 | 湖北工业大学 | 一种lcc-vsc型混合直流输电系统拓扑结构及启动方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 隔离型三相并网逆变器的开关损耗优化控制;安少亮等;《电力电子技术》;20121130;第46卷(第11期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104753079A (zh) | 2015-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104753079B (zh) | 一种可实现功率反送的混合直流输电系统 | |
| CN105162155B (zh) | 一种具有直流故障穿越能力的串联混合型双极直流输电系统 | |
| CN102969732B (zh) | 一种混合双极直流输电系统 | |
| Li et al. | Nanao multi-terminal VSC-HVDC project for integrating large-scale wind generation | |
| CN105356757B (zh) | 一种单向直流-直流自耦变压器 | |
| RU2714121C1 (ru) | Установка и способ управления оперативным вводом и выводом в модуле преобразователя источника напряжения | |
| CN104600997B (zh) | 自耦式模块化多电平高压直流‑直流变压器及其控制方法 | |
| CN104795834B (zh) | 一种混合直流输电拓扑结构及控制方法 | |
| CN105429165B (zh) | 一种向多落点无源网络供电的多端混合直流输电系统拓扑及控制方法 | |
| CN107732954B (zh) | 一种电压源换流器单元在线投入控制方法及装置 | |
| CN207459728U (zh) | 一种储能型多端口电力电子变压器 | |
| CN105191108A (zh) | 变换器 | |
| CN102231520A (zh) | 一种混合型直流输电系统 | |
| CN101860228A (zh) | 高压配电用电力电子变压器 | |
| CN110086198A (zh) | 一种适用于海上风电并网的多端混合直流输电系统及启动控制方法 | |
| WO2018098673A1 (zh) | 一种双极型vsc-hvdc和upfc混合拓扑结构及其运行方法 | |
| CN205377273U (zh) | 一种混合背靠背直流输电系统 | |
| CN109361214A (zh) | 一种具备交直流故障穿越的主动型电能路由器 | |
| WO2023151607A1 (zh) | 柔性直流输电电压源换流阀试验方法及电源装置 | |
| CN106208128A (zh) | 一种混合三端高压直流输电系统的功率反转方法 | |
| CN106026154A (zh) | 特高压直流分层接入输电系统的建模方法 | |
| CN103199691B (zh) | 一种火力发电机组带高压直流输电系统的零功率启动方法 | |
| Feng et al. | Combined DC voltage control scheme for three-port energy router based on instantaneous energy balance | |
| Xia et al. | Dual phase shift PWM-CSCs based hybrid HVDC transmission system | |
| CN106452104A (zh) | 单极电流交错连接三电平子模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |