CN107846036B - 高压柔性直流输电系统及其主回路设备确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种高压柔性直流输电系统，包括送端换流站、双极接线以及受端换流站；送端换流站和受端换流站均包括换流阀组和联接变压器；送端换流站的换流阀组通过双极接线的直流线路与受端换流站的换流阀组连接；送端换流站的换流阀组、受端换流站的换流阀组均包括柔性直流换流器，包括六个桥臂，各桥臂均包括：桥臂电抗器以及换流阀串，各个桥臂中的桥臂电抗器以及换流阀串串联；其中，上桥臂的桥臂电抗器与相对应的下桥臂的桥臂电抗器串联在一起，并与相应的联接变压器连接，各个换流阀串包括若干个全桥功率模块，若干个全桥功率模块级联而成，或者，各个换流阀串包括半桥功率模块以及全桥功率模块，半桥功率模块以及全桥功率模块级联而成。
Description
技术领域
本发明涉及柔性直流输电领域，特别是涉及一种高压柔性直流输电工程的主回路设备确定方法。
背景技术
柔性直流输电采用全控型功率器件(如Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，不依赖交流电网换相，当逆变站接入交流系统发生短路故障时，不会发生换相失败。在逆变站侧交流系统故障期间，柔性直流输电系统可持续向交流系统提供有功支援，同时还可以向故障交流系统提供无功功率支撑，有利于交流系统保持稳定。因此，将柔性直流输电技术应用于远距离、大容量、架空线输电，提升多直流馈入受端电网安全稳定水平，是电网技术的重大发展方向。
当直流线路沿线地质环境复杂，为了降低施工难度和工程造价，远距离、大容量柔性直流输电一般采用直流架空线作为输电媒介。但是在高压柔性直流输电系统中，直流线路容易出现故障而导致系统停运。
发明内容
基于此，有必要针对高压柔性直流输电系统中，直流线路容易出现故障而导致系统停运的问题，提出一种高压柔性直流输电系统及其主回路设备确定方法。
一种高压柔性直流输电系统，包括：送端换流站、双极接线以及受端换流站；所述送端换流站和受端换流站均包括换流阀组和联接变压器；所述送端换流站的换流阀组通过双极接线的直流线路与所述受端换流站的换流阀组连接；
所述送端换流站的换流阀组、所述受端换流站的换流阀组均包括柔性直流换流器，柔性直流换流器包括六个桥臂，各桥臂均包括：桥臂电抗器以及换流阀串，各个桥臂中的桥臂电抗器以及换流阀串串联；其中，上桥臂的桥臂电抗器与相对应的下桥臂的桥臂电抗器串联在一起，并与相应的联接变压器连接，各个所述换流阀串包括若干个全桥功率模块，若干个所述全桥功率模块级联而成，或者，各个所述换流阀串包括半桥功率模块以及全桥功率模块，所述半桥功率模块以及全桥功率模块级联而成；
所述送端换流站的各个上桥臂的换流阀串与所述双极接线的直流线路的第一端连接，所述受端换流站的各个上桥臂的换流阀串与所述双极接线的直流线路的第二端连接。
上述高压柔性直流输电系统，柔性直流换流阀的拓扑结构使用了混合型级联多电平换流器或者全桥型级联多电平换流器，使得换流器在运行中的调制比可以大于1，处于过调制工作状态，过调制状态下的换流器可以有效控制柔性直流换流阀的额定运行电流，提高换流阀的安全裕度，同时也可以有效控制换流器的损耗水平，提高了高压柔性直流输电系统的可靠性。
一种基于上述高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，包括：
计算送端换流站的联接变压器的视在容量以及受端换流站的联接变压器的视在容量；
计算送端换流站的联接变压器分接开关级数以及受端换流站的联接变压器分接开关级数；
确定送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压、送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值以及受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值；
计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量，以及计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量；
计算送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值，以及计算受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值；
根据计算的送端换流站的联接变压器的视在容量、送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及送端换流站的联接变压器分接开关级数确定所需的送端换流站的联接变压器，根据计算的受端换流站的联接变压器的视在容量、受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及受端换流站的联接变压器分接开关级数确定所需的受端换流站的联接变压器；
根据计算的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器，根据计算的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器；
根据送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定送端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定送端换流站的换流阀串功率模块数量，根据受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定受端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定受端换流站的换流阀串功率模块数量。
由于柔性直流输电换流阀拓扑结构的改变，处于过调制工况下的柔性直流输电换流站的主回路电气量计算方法也有别于现有的方法，因此主回路设备的确定方法也相应需要改变，上述高压柔性直流输电系统的主回路设备的参数获取方法，获取主回路参数后，根据计算的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器，根据计算的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器，据送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定送端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定送端换流站的换流阀串功率模块数量，根据受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定受端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定受端换流站的换流阀串功率模块数量，为所述高压柔性直流输电系统的搭建提供设计依据。
附图说明
图1为一个实施例中的高压柔性直流输电系统中的送端换流站的换流阀组或受端换流站的换流阀组的结构示意图；
图2为一个实施例中的全桥功率模块的结构示意图；
图3为一个实施例中的半桥功率模块的结构示意图；
图4为一个具体实施例中的无换流阀组串联的高压柔性直流输电系统的结构示意图；
图5为一个具体实施例中的采用换流阀组串联的高压柔性直流输电系统的结构示意图；
图6为一个实施例中的高压柔性直流输电系统的主回路参数的获取方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一个实施例中的高压柔性直流输电系统，包括：送端换流站、双极接线以及受端换流站；请参阅图1，所述送端换流站和受端换流站的组成结构相同，均包括换流阀组和联接变压器；所述送端换流站的换流阀组通过双极接线的直流线路与所述受端换流站的换流阀组连接；
所述送端换流站的换流阀组、所述受端换流站的换流阀组均包括柔性直流换流器，请参阅图1，柔性直流换流器包括六个桥臂，各桥臂均包括：桥臂电抗器以及换流阀串，各个桥臂中的桥臂电抗器以及换流阀串串联；其中，上桥臂的桥臂电抗器与相对应的下桥臂的桥臂电抗器串联在一起，并与相应的联接变压器连接，各个所述换流阀串包括若干个全桥功率模块，若干个所述全桥功率模块级联而成，或者，各个所述换流阀串包括半桥功率模块以及全桥功率模块，所述半桥功率模块以及全桥功率模块级联而成；
所述送端换流站的各个上桥臂的换流阀串与所述双极接线的直流线路的第一端连接，所述受端换流站的各个上桥臂的换流阀串与所述双极接线的直流线路的第二端连接。
一个具体实施例中，请参阅图2，全桥功率模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，电容C1、开关W1以及均压电阻R1，第一开关管包括三极管Q1和二极管D1，第二开关管包括三极管Q2和二极管D2，第三开关管包括三极管Q3和二极管D3，第四开关管包括三极管Q4和二极管D4；第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均可采用IGBT型号的开关管；其中，二极管D1的阴极与三极管Q1的集电极连接在一起，并与电容C1的第一端连接，二极管D3的阴极与三极管Q3的集电极连接在一起，并与电容C1的第一端连接，二极管D1的阳极与三极管Q1的射极连接在一起，并与开关W的第一端连接，二极管D3的阳极与三极管Q3的射极连接在一起，并与开关W的第二端连接，二极管D2的阴极与三极管Q2的集电极连接在一起，并与开关W的第一端连接，二极管D4的阴极与三极管Q4的集电极连接在一起，并与开关W的第二端连接，二极管D2的阳极与三极管Q2的射极连接在一起，并与电容C1的第二端连接，二极管D4的阳极与三极管Q4的射极连接在一起，并与电容C1的第二端连接，均压电阻R1与电容C1并联。
一个具体实施例中，请参阅图3，半桥功率模块包括第五开关管、第六开关管、电容C2以及均压电阻R2，第五开关管包括三极管Q5和二极管D5，第六开关管包括三极管Q6和二极管D6；三极管Q5的集电极和二极管D5的阴极连接在一起，并与电容C2的第一端连接，三极管Q5的射极、二极管D5的阳极、三极管Q6的集电极以及二极管D6的阴极连接在一起，三极管Q6的射极以及二极管D6的阳极连接在一起，并与电容C2的第二端连接，电容C2与电阻R2并联。
请参阅图4，图4为一个实施例中无换流阀组串联的高压柔性直流输电系统的结构示意图。
本实施例，所述高压柔性直流输电系统的正极包括一个所述送端换流站、一个所述受端换流站，所述送端换流站通过双极接线的正极直流线路与所述受端换流站连接，具体是所述送端换流站的换流阀组通过双极接线的负极直流线路与所述受端换流站的换流阀组连接；所述高压柔性直流输电系统的负极包括一个所述送端换流站、一个所述受端换流站，所述送端换流站通过双极接线的负极直流线路与所述受端换流站连接，具体是所述送端换流站的换流阀组通过双极接线的负极直流线路与所述受端换流站的换流阀组连接；高压柔性直流输电系统的正极的送端换流站与高压柔性直流输电系统的负极的送端换流站连接在一起接地，高压柔性直流输电系统的正极的受端换流站与高压柔性直流输电系统的负极的受端换流站连接在一起接地。具体地，正极送端换流站的三个下桥臂的功率模块连接在一起接地，负极送端换流站的三个上桥臂的功率模块也连接在一起接地。正极受端换流站的三个下桥臂的功率模块连接在一起接地，负极受端换流站的三个上桥臂的功率模块也连接在一起接地。其中，高压柔性直流输电系统的正极的送端换流站、高压柔性直流输电系统正极的受端换流站、高压柔性直流输电系统负极的送端换流站以及高压柔性直流输电系统负极的受端换流站的组成结构是相同的。均包括一个如图1所示的柔性直流换流器。采用双极接线可以提高高压输电系统的可靠性。
请参阅图5，图5为一个实施例中包含换流阀组串联的高压柔性直流输电系统的结构示意图。
一个实施例中，所述高压柔性直流输电系统的正极也可以包括；两个以上换流阀组串联的送端换流站，两个以上阀组串联的受端换流站，送端换流站的阀组串联数量与受端换流站的阀组串联数量相同，送端换流站的最高端换流阀组与受端换流站的最高端换流阀组通过双极接线的正极直流线路串联；所述高压柔性直流输电系统的负极包括两个以上换流阀组串联的送端换流站，两个以上换流阀组串联的受端换流站，送端换流站的换流阀组串联数量与受端换流站的换流阀组串联数量相同，送端换流站的最高端换流阀组与受端换流站的最高端换流阀组通过双极接线的负极直流线路串联；其中，正极的送端换流站换流阀组串联数量与负极的送端换流站换流阀组串联数量相同，正极的送端换流站的最低端换流阀组与相对应的负极的送端换流站的最低端换流阀组连接在一起接地，正极的受端换流站的最低端换流阀组与相对应的负极的受端换流站的最低端换流阀组连接在一起接地。
由于柔性直流输电换流阀拓扑结构的改变，处于过调制工况下的柔性直流输电换流站的主回路电气量计算方法也有别于现有的方法，因此主回路设备的确定方法也相应需要改变。
请参阅图6，一个实施例中的高压柔性直流输电系统的主回路设备的确定方法，包括以下步骤：
S11：计算送端换流站的联接变压器的视在容量以及受端换流站的联接变压器的视在容量。
在其中一个实施例中，所述计算送、受端换流站的联接变压器的视在容量的步骤包括：
计算送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，以及受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压；
确定送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量以及受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量；
根据所述送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及所述送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量按照如下公式计算送端换流站的联接变压器的视在容量，根据所述受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及所述受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，按照如下公式计算受端换流站的联接变压器的视在容量：
其中，STR为所述送端换流站的联接变压器的总视在容量，STI为所述受端换流站的联接变压器的总视在容量，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，n为每个极串联的换流阀组数量，KT为安全裕度系数。
在其中一个实施例中，所述计算送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压的步骤包括：
计算高压柔性直流输电系统的额定直流电压和额定直流电流；
根据所述高压柔性直流输电工程的额定直流电压和额定直流电流，按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压：
其中，UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，n为每个极串联的换流阀组数量，UDC为高压柔性直流输电工程的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电工程的额定直流电流，RDC为直流线路电阻。
在其中一个实施例中，所述计算高压柔性直流输电系统的额定直流电压和额定直流电流的步骤包括：
根据高压柔性直流输电系统的输送功率和送电距离，按照如下公式，计算高压柔性直流输电系统的直流输送电压等级：
其中，P为直流输送功率，L为送电距离，Ud为所述直流输送电压等级；
根据所述直流输送电压等级确定直流工程的额定直流电压；
根据所述直流输送功率以及所述额定直流电压，按照如下公式，计算高压柔性直流输电系统的额定直流电流：
其中，UDC为额定直流电压，IDC为额定直流电流，P为所述直流输送功率。
S12：计算送端换流站的联接变压器分接开关级数以及受端换流站的联接变压器分接开关级数。
在其中一个实施例中，所述计算送端变压器分接开关级数以及受端联接变压器分接开关级数的步骤包括：
确定送端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及受端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值；
确定送端联接变压器分接开关的分接间隔以及受端联接变压器分接开关的分接间隔；
根据送端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及送端联接变压器分接开关的分接间隔，根据受端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及受端联接变压器分接开关的分接间隔，按照如下公式计算送端变压器分接开关级数以及受端联接变压器分接开关级数：
其中，+TCR为所述送端联接变压器的正级数，-TCR为所述送端联接变压器的负级数，+TCI为受端联接变压器的正级数，-TCI为受端联接变压器的和负级数，URN为所述送端换流站交流母线电压的正常运行值，URmax为所述送端换流站交流母线电压的稳态最高运行值，URmin为送端换流站交流母线电压的稳态最低运行值，UIN为所述受端换流站交流母线电压的正常运行值，UImax为所述受端换流站交流母线电压的稳态最高运行值，UImin为所述受端换流站交流母线电压的稳态最低运行值，ηR为送端联接变压器分接开关的分接间隔，ηI为受端联接变压器分接开关的分接间隔，round(·)为取整函数。
S13：确定送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压、送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值以及受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值。
在其中一个实施例中，所述确定送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器电感值、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器电感值、送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及受端送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压的步骤包括：
确定送端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，以及受端换流站在额定功率水平下的换流器调制比；
确定送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，以及受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值；
按照如下公式计算送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值与送端联接变压器阀侧理想空载运行电压的第一关系曲线，以及受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值与受端联接变压器阀侧理想空载运行电压的第二关系曲线：
其中，U2R为送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，U2I为受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，XR为送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，XI为受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，mR为送端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，mI为受端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，UdcR为所述送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI所述为受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压；
确定送端换流站所采用的功率器件的标称电压和标称电流，并确定受端换流站所采用的功率器件的标称电压和标称电流；
根据送端换流站所采用的功率器件的标称电流、受端换流站所采用的功率器件的标称电流，按照如下公式计算送端换流站联接变压器阀侧理想空载运行电压取值第一约束条件以及受端换流站联接变压器阀侧理想空载运行电压取值第二约束条件：
其中，IT为所述送、受端换流站所采用的功率器件的标称电流；λ为所述送、受端换流站所采用的功率器件在额定输送功率条件下的电流使用率；
获取所述第一关系曲线与所述第一约束条件曲线的交点，将所述交点作为所述送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值以及送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，获取所述第二关系曲线与所述第二约束条件曲线的交点，将所述交点作为所述受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值以及受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压；
根据所述送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，根据所述受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，按照如下公式计算送端换流站的联接变压器的阀侧额定电压以及受端换流站的联接变压器的阀侧额定电压：
其中，U2NR为送端换流站的联接变压器的阀侧额定电压，U2NI为受端换流站的联接变压器的阀侧额定电压；
根据送、受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值：
其中，LSR送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值，LSI为受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值，XTR为送端换流站的联接变压器短路阻抗标幺值，XTI受端换流站的联接变压器短路阻抗标幺值，f为交流系统频率，π为圆周率。
S14：计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量，以及计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量。
在其中一个实施例中，所述计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量以及受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量的步骤包括：
根据送端换流站的有功功率和无功功率输出要求，按照如下公式计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
其中，NminR为送端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，USMR为所述送端换流站的功率模块额定运行电压；
根据受端换流站的有功功率和无功功率输出要求，按照如下步骤计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
将高压柔性直流输电系统的直流输送功率从零到额定值等间隔分为100等份，针对每一个直流输送功率值分别计算出受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，然后取该100个最小功率模块数量的最大值作为受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，按照如下公式计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
其中，NminI为受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，USMI为所述受端换流站的功率模块额定运行电压，UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电流，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量。
S15：计算送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值，以及计算受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值。
在其中一个实施例中，所述计算送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值要求的步骤包括：
按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值：
其中，CR为送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值，CI为受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值；UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电流，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，ε为根据所述送、受端换流站在额定功率水平下的功率模块电容电压允许的波动范围，单位为％。
S16：根据计算的送端换流站的联接变压器的视在容量、送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及送端换流站的联接变压器分接开关级数确定所需的送端换流站的联接变压器，根据计算的受端换流站的联接变压器的视在容量、受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及受端换流站的联接变压器分接开关级数确定所需的受端换流站的联接变压器；
S17：根据计算的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器，根据计算的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器。
S18：根据送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定送端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定送端换流站的换流阀串功率模块数量，根据受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定受端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定受端换流站的换流阀串功率模块数量。
上述高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，获取主回路参数后，根据计算的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器，根据计算的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器，据送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定送端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定送端换流站的换流阀串功率模块数量，根据受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定受端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定受端换流站的换流阀串功率模块数量，为所述高压柔性直流输电系统的搭建提供设计依据。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能组合都进行描述，然而只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (16)
1.一种高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，所述高压柔性直流输电系统包括：送端换流站、双极接线以及受端换流站；所述送端换流站和受端换流站均包括换流阀组和联接变压器；所述送端换流站的换流阀组通过双极接线的直流线路与所述受端换流站的换流阀组连接；
所述送端换流站的换流阀组、所述受端换流站的换流阀组均包括柔性直流换流器，所述柔性直流换流器包括六个桥臂；各桥臂均包括：桥臂电抗器以及换流阀串；各个桥臂中的桥臂电抗器以及换流阀串串联；其中，上桥臂的桥臂电抗器与相对应的下桥臂的桥臂电抗器串联在一起，并与相应的联接变压器连接，各个所述换流阀串包括若干个全桥功率模块，若干个所述全桥功率模块级联而成，或者，各个所述换流阀串包括半桥功率模块以及全桥功率模块，所述半桥功率模块以及全桥功率模块级联而成；
所述送端换流站的各个上桥臂的换流阀串与所述双极接线的直流线路的第一端连接，所述受端换流站的各个上桥臂的换流阀串与所述双极接线的直流线路的第二端连接；
其特征在于，所述方法包括：
计算送端换流站的联接变压器的视在容量以及受端换流站的联接变压器的视在容量；
计算送端换流站的联接变压器分接开关级数以及受端换流站的联接变压器分接开关级数；
确定送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压、送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值以及受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值；
计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量，以及计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量；
计算送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值，以及计算受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值；
根据计算的送端换流站的联接变压器的视在容量、送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及送端换流站的联接变压器分接开关级数确定所需的送端换流站的联接变压器，根据计算的受端换流站的联接变压器的视在容量、受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及受端换流站的联接变压器分接开关级数确定所需的受端换流站的联接变压器；
根据计算的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器，根据计算的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器；
根据送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定送端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定送端换流站的换流阀串功率模块数量，根据受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定受端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定受端换流站的换流阀串功率模块数量。
2.根据权利要求1所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送、受端换流站的联接变压器的视在容量的步骤包括：
计算送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，以及受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压；
确定送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量以及受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量；
根据所述送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及所述送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量按照如下公式计算送端换流站的联接变压器的视在容量，根据所述受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及所述受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，按照如下公式计算受端换流站的联接变压器的视在容量：
其中，STR为所述送端换流站的联接变压器的总视在容量，STI为所述受端换流站的联接变压器的总视在容量，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，n为每个极串联的换流阀组数量，KT为安全裕度系数，IDC为高压柔性直流输电工程的额定直流电流，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压。
3.根据权利要求2所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压的步骤包括：
计算高压柔性直流输电系统的额定直流电压和额定直流电流；
根据所述高压柔性直流输电工程的额定直流电压和额定直流电流，按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压：
其中，UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，n为每个极串联的换流阀组数量，UDC为高压柔性直流输电工程的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电工程的额定直流电流，RDC为直流线路电阻。
4.根据权利要求2所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算高压柔性直流输电系统的额定直流电压和额定直流电流的步骤包括：
根据高压柔性直流输电系统的输送功率和送电距离，按照如下公式，计算高压柔性直流输电系统的直流输送电压等级：
其中，P为直流输送功率，L为送电距离，Ud为所述直流输送电压等级；
根据所述直流输送电压等级确定直流工程的额定直流电压；
根据所述直流输送功率以及所述额定直流电压，按照如下公式，计算高压柔性直流输电系统的额定直流电流：
其中，UDC为额定直流电压，IDC为额定直流电流，P为所述直流输送功率。
5.根据权利要求1所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送端变压器分接开关级数以及受端联接变压器分接开关级数的步骤包括：
确定送端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及受端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值；
确定送端联接变压器分接开关的分接间隔以及受端联接变压器分接开关的分接间隔；
根据送端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及送端联接变压器分接开关的分接间隔，根据受端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及受端联接变压器分接开关的分接间隔，按照如下公式计算送端变压器分接开关级数以及受端联接变压器分接开关级数：
其中，+TCR为所述送端联接变压器的正级数，-TCR为所述送端联接变压器的负级数，+TCI为受端联接变压器的正级数，-TCI为受端联接变压器的和负级数，URN为所述送端换流站交流母线电压的正常运行值，URmax为所述送端换流站交流母线电压的稳态最高运行值，URmin为送端换流站交流母线电压的稳态最低运行值，UIN为所述受端换流站交流母线电压的正常运行值，UImax为所述受端换流站交流母线电压的稳态最高运行值，UImin为所述受端换流站交流母线电压的稳态最低运行值，ηR为送端联接变压器分接开关的分接间隔，ηI为受端联接变压器分接开关的分接间隔，round(·)为取整函数。
6.根据权利要求2所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述确定送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器电感值、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器电感值、送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及受端送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压的步骤包括：
确定送端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，以及受端换流站在额定功率水平下的换流器调制比；
确定送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，以及受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值；
按照如下公式计算送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值与送端联接变压器阀侧理想空载运行电压的第一关系曲线，以及受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值与受端联接变压器阀侧理想空载运行电压的第二关系曲线：
其中，U2R为送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，U2I为受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，XR为送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，XI为受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，mR为送端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，mI为受端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，UdcR为所述送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI所述为受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压；
确定送端换流站所采用的功率器件的标称电压和标称电流，并确定受端换流站所采用的功率器件的标称电压和标称电流；
根据送端换流站所采用的功率器件的标称电流、受端换流站所采用的功率器件的标称电流，按照如下公式计算送端换流站联接变压器阀侧理想空载运行电压取值第一约束条件以及受端换流站联接变压器阀侧理想空载运行电压取值第二约束条件：
其中，IT为所述送、受端换流站所采用的功率器件的标称电流；λ为所述送、受端换流站所采用的功率器件在额定输送功率条件下的电流使用率；
获取所述第一关系曲线与所述第一约束条件曲线的交点，将所述交点作为所述送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值以及送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，获取所述第二关系曲线与所述第二约束条件曲线的交点，将所述交点作为所述受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值以及受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压；
根据所述送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，根据所述受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，按照如下公式计算送端换流站的联接变压器的阀侧额定电压以及受端换流站的联接变压器的阀侧额定电压：
其中，U2NR为送端换流站的联接变压器的阀侧额定电压，U2NI为受端换流站的联接变压器的阀侧额定电压，ηR为送端联接变压器分接开关的分接间隔，ηI为受端联接变压器分接开关的分接间隔；
根据送、受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值：
其中，LSR送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值，LSI为受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值，XTR为送端换流站的联接变压器短路阻抗标幺值，XTI受端换流站的联接变压器短路阻抗标幺值，f为交流系统频率，π为圆周率。
7.根据权利要求1所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量以及受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量的步骤包括：
根据送端换流站的有功功率和无功功率输出要求，按照如下公式计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
其中，NminR为送端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，USMR为所述送端换流站的功率模块额定运行电压，LSR送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值，STR为所述送端换流站的联接变压器的总视在容量，ΔUR1为用于计算NminR的第一中间参数，ΔUR2为用于计算NminR的第二中间参数；
根据受端换流站的有功功率和无功功率输出要求，按照如下步骤计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
将高压柔性直流输电系统的直流输送功率从零到额定值等间隔分为100等份，针对每一个直流输送功率值分别计算出受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，然后取该100个最小功率模块数量的最大值作为受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，按照如下公式计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
其中，NminI为受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，USMI为所述受端换流站的功率模块额定运行电压，UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电流，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量。
8.根据权利要求1所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值要求的步骤包括：
按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值：
其中，CR为送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值，CI为受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值；UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电流，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，ε为根据所述送、受端换流站在额定功率水平下的功率模块电容电压允许的波动范围，单位为％，mR为送端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，U2NR为送端换流站的联接变压器的阀侧额定电压，U2NI为受端换流站的联接变压器的阀侧额定电压。
9.一种高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，所述高压柔性直流输电系统包括：送端换流站、双极接线以及受端换流站；所述送端换流站和受端换流站均包括换流阀组和联接变压器；所述送端换流站的换流阀组通过双极接线的直流线路与所述受端换流站的换流阀组连接；
所述送端换流站的换流阀组、所述受端换流站的换流阀组均包括柔性直流换流器，所述柔性直流换流器包括六个桥臂；各桥臂均包括：桥臂电抗器以及换流阀串；各个桥臂中的桥臂电抗器以及换流阀串串联；其中，上桥臂的桥臂电抗器与相对应的下桥臂的桥臂电抗器串联在一起，并与相应的联接变压器连接，各个所述换流阀串包括若干个全桥功率模块，若干个所述全桥功率模块级联而成，或者，各个所述换流阀串包括半桥功率模块以及全桥功率模块，所述半桥功率模块以及全桥功率模块级联而成；
所述送端换流站的各个上桥臂的换流阀串与所述双极接线的直流线路的第一端连接，所述受端换流站的各个上桥臂的换流阀串与所述双极接线的直流线路的第二端连接；
其中，所述高压柔性直流输电系统的正极包括一个所述送端换流站、一个所述受端换流站，所述送端换流站通过双极接线的正极直流线路与所述受端换流站连接；所述高压柔性直流输电系统的负极包括一个所述送端换流站、一个所述受端换流站，所述送端换流站通过双极接线的负极直流线路与所述受端换流站连接；高压柔性直流输电系统的正极的送端换流站与高压柔性直流输电系统的负极的送端换流站连接在一起接地，高压柔性直流输电系统的正极的受端换流站与高压柔性直流输电系统的负极的受端换流站连接在一起接地；
其特征在于，所述方法包括：
计算送端换流站的联接变压器的视在容量以及受端换流站的联接变压器的视在容量；
计算送端换流站的联接变压器分接开关级数以及受端换流站的联接变压器分接开关级数；
确定送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压、送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值以及受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值；
计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量，以及计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量；
计算送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值，以及计算受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值；
根据计算的送端换流站的联接变压器的视在容量、送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及送端换流站的联接变压器分接开关级数确定所需的送端换流站的联接变压器，根据计算的受端换流站的联接变压器的视在容量、受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及受端换流站的联接变压器分接开关级数确定所需的受端换流站的联接变压器；
根据计算的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器，根据计算的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值确定所需的受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器；
根据送端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定送端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定送端换流站的换流阀串功率模块数量，根据受端换流站的换流阀组的各个功率模块的最小电容容值确定受端换流站的换流阀组的功率模块电容容值，以及根据受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量确定受端换流站的换流阀串功率模块数量。
10.根据权利要求9所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送、受端换流站的联接变压器的视在容量的步骤包括：
计算送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，以及受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压；
确定送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量以及受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量；
根据所述送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及所述送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量按照如下公式计算送端换流站的联接变压器的视在容量，根据所述受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及所述受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，按照如下公式计算受端换流站的联接变压器的视在容量：
其中，STR为所述送端换流站的联接变压器的总视在容量，STI为所述受端换流站的联接变压器的总视在容量，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，n为每个极串联的换流阀组数量，KT为安全裕度系数，IDC为高压柔性直流输电工程的额定直流电流，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压。
11.根据权利要求10所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压以及受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压的步骤包括：
计算高压柔性直流输电系统的额定直流电压和额定直流电流；
根据所述高压柔性直流输电工程的额定直流电压和额定直流电流，按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压：
其中，UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，n为每个极串联的换流阀组数量，UDC为高压柔性直流输电工程的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电工程的额定直流电流，RDC为直流线路电阻。
12.根据权利要求10所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算高压柔性直流输电系统的额定直流电压和额定直流电流的步骤包括：
根据高压柔性直流输电系统的输送功率和送电距离，按照如下公式，计算高压柔性直流输电系统的直流输送电压等级：
其中，P为直流输送功率，L为送电距离，Ud为所述直流输送电压等级；
根据所述直流输送电压等级确定直流工程的额定直流电压；
根据所述直流输送功率以及所述额定直流电压，按照如下公式，计算高压柔性直流输电系统的额定直流电流：
其中，UDC为额定直流电压，IDC为额定直流电流，P为所述直流输送功率。
13.根据权利要求9所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送端变压器分接开关级数以及受端联接变压器分接开关级数的步骤包括：
确定送端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及受端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值；
确定送端联接变压器分接开关的分接间隔以及受端联接变压器分接开关的分接间隔；
根据送端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及送端联接变压器分接开关的分接间隔，根据受端换流站交流母线电压的正常运行值、稳态最高运行值和稳态最低运行值，以及受端联接变压器分接开关的分接间隔，按照如下公式计算送端变压器分接开关级数以及受端联接变压器分接开关级数：
其中，+TCR为所述送端联接变压器的正级数，-TCR为所述送端联接变压器的负级数，+TCI为受端联接变压器的正级数，-TCI为受端联接变压器的和负级数，URN为所述送端换流站交流母线电压的正常运行值，URmax为所述送端换流站交流母线电压的稳态最高运行值，URmin为送端换流站交流母线电压的稳态最低运行值，UIN为所述受端换流站交流母线电压的正常运行值，UImax为所述受端换流站交流母线电压的稳态最高运行值，UImin为所述受端换流站交流母线电压的稳态最低运行值，ηR为送端联接变压器分接开关的分接间隔，ηI为受端联接变压器分接开关的分接间隔，round(·)为取整函数。
14.根据权利要求10所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述确定送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器电感值、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器电感值、送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压以及受端送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压的步骤包括：
确定送端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，以及受端换流站在额定功率水平下的换流器调制比；
确定送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，以及受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值；
按照如下公式计算送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值与送端联接变压器阀侧理想空载运行电压的第一关系曲线，以及受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值与受端联接变压器阀侧理想空载运行电压的第二关系曲线：
其中，U2R为送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，U2I为受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，XR为送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，XI为受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，mR为送端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，mI为受端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，UdcR为所述送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI所述为受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压；
确定送端换流站所采用的功率器件的标称电压和标称电流，并确定受端换流站所采用的功率器件的标称电压和标称电流；
根据送端换流站所采用的功率器件的标称电流、受端换流站所采用的功率器件的标称电流，按照如下公式计算送端换流站联接变压器阀侧理想空载运行电压取值第一约束条件以及受端换流站联接变压器阀侧理想空载运行电压取值第二约束条件：
其中，IT为所述送、受端换流站所采用的功率器件的标称电流；λ为所述送、受端换流站所采用的功率器件在额定输送功率条件下的电流使用率；
获取所述第一关系曲线与所述第一约束条件曲线的交点，将所述交点作为所述送端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值以及送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，获取所述第二关系曲线与所述第二约束条件曲线的交点，将所述交点作为所述受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值以及受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压；
根据所述送端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，根据所述受端换流站的联接变压器阀侧理想空载运行电压，按照如下公式计算送端换流站的联接变压器的阀侧额定电压以及受端换流站的联接变压器的阀侧额定电压：
其中，U2NR为送端换流站的联接变压器的阀侧额定电压，U2NI为受端换流站的联接变压器的阀侧额定电压，ηR为送端联接变压器分接开关的分接间隔，ηI为受端联接变压器分接开关的分接间隔；
根据送、受端换流站的换流阀组的等效联接电抗的标幺值，按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值：
其中，LSR送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值，LSI为受端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值，XTR为送端换流站的联接变压器短路阻抗标幺值，XTI受端换流站的联接变压器短路阻抗标幺值，f为交流系统频率，π为圆周率。
15.根据权利要求9所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量以及受端换流站的换流阀组的每个桥臂需要的最小功率模块数量的步骤包括：
根据送端换流站的有功功率和无功功率输出要求，按照如下公式计算送端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
其中，NminR为送端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，USMR为所述送端换流站的功率模块额定运行电压，LSR送端换流站的换流阀组的桥臂电抗器的电感值，STR为所述送端换流站的联接变压器的总视在容量，ΔUR1为用于计算NminR的第一中间参数，ΔUR2为用于计算NminR的第二中间参数；
根据受端换流站的有功功率和无功功率输出要求，按照如下步骤计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
将高压柔性直流输电系统的直流输送功率从零到额定值等间隔分为100等份，针对每一个直流输送功率值分别计算出受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，然后取该100个最小功率模块数量的最大值作为受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，按照如下公式计算受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量：
其中，NminI为受端换流站的换流阀组的每个桥臂所需要的最小功率模块数量，USMI为所述受端换流站的功率模块额定运行电压，UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电流，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量。
16.根据权利要求9所述的高压柔性直流输电系统的主回路设备确定方法，其特征在于，所述计算送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值要求的步骤包括：
按照如下公式计算送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值：
其中，CR为送、受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值，CI为受端换流站的换流阀组的功率模块的最小电容容值；UdcR为送端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UdcI受端换流站的换流阀组的额定直流运行电压，UDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电压，IDC为高压柔性直流输电系统的额定直流电流，QR为送端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，QI为受端换流站在直流运行模式下的无功功率输出容量，ε为根据所述送、受端换流站在额定功率水平下的功率模块电容电压允许的波动范围，单位为％，mR为送端换流站在额定功率水平下的换流器调制比，U2NR为送端换流站的联接变压器的阀侧额定电压，U2NI为受端换流站的联接变压器的阀侧额定电压。
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