CN110165696A - 一种三端高压直流输电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三端高压直流输电系统，包括：位于第一区域的第一整流站；位于第二区域的第一逆变站；位于第三区域、与第一整流站和第一逆变站通过直流输电线路并联连接的换流站，用于在接收到整流运行指令时切换至整流运行模式，并在投入运行后将第三区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；在接收到逆变运行指令时切换至逆变运行模式，并在投入运行后将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第三区域的交流电网。可见，本申请的三端高压直流输电系统可满足更多区域之间的电力需求和电力传输的灵活控制，从而有利于多区域资源的灵活配置。

Description

一种三端高压直流输电系统

技术领域

本发明涉及高压直流输电领域，特别是涉及一种三端高压直流输电系统。

背景技术

目前，高压直流输电系统大都以两端接线方式为主，请参照图1，图1为现有技术中的一种两端高压直流输电系统的结构示意图。现有技术中，两端高压直流输电系统包括一个送端换流站(整流站)与一个受端换流站(逆变站)，从而实现从送端换流站至受端换流站的电力传输。但是，单个两端高压直流输电系统只能实现送端换流站所在的第一区域与受端换流站所在的第二区域之间的两区域电力传输，无法满足更多区域之间的电力传输，从而导致区域的资源配置不够灵活。而随着区域能源储存和电力供应等综合情况的变化，急需对已有的单个两端高压直流输电系统进行改造，以满足多区域间能源资源的灵活配置。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种三端高压直流输电系统，可满足更多区域之间的电力需求和电力传输的灵活控制，从而有利于多区域资源的灵活配置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种三端高压直流输电系统，包括：

位于第一区域的第一整流站，用于在投入运行后，将所述第一区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；

位于第二区域的第一逆变站，用于在投入运行后，将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至所述第二区域的交流电网；

位于第三区域、与所述第一整流站和所述第一逆变站通过直流输电线路并联连接的换流站，用于在接收到整流运行指令时切换至整流运行模式，并在投入运行后将所述第三区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；在接收到逆变运行指令时切换至逆变运行模式，并在投入运行后将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至所述第三区域的交流电网。

优选地，所述换流站包括：

第二整流站；

分别与所述第二整流站和直流输电线路连接的第一极性切换电路；

相应的，所述换流站具体用于在接收到整流运行指令时，控制所述第一极性切换电路将所述第二整流站的正极接线端子接入所述直流输电线路的正极输电线，且将所述第二整流站的负极接线端接入所述直流输电线路的负极输电线，以切换至整流运行模式；在接收到逆变运行指令时，控制所述第一极性切换电路将所述第二整流站的正极接线端子接入所述直流输电线路的负极输电线，且将所述第二整流站的负极接线端接入所述直流输电线路的正极输电线，以切换至逆变运行模式。

优选地，所述第一极性切换电路包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关及第四可控开关；其中：

所述第一可控开关的第一端分别与所述第二可控开关的第一端和所述第二整流站的正极接线端子连接，所述第一可控开关的第二端分别与所述第三可控开关的第一端和所述直流输电线路的负极输电线连接，所述第二可控开关的第二端分别与所述第四可控开关的第一端和所述直流输电线路的正极输电线连接，所述第三可控开关的第二端分别与所述第四可控开关的第二端和所述第二整流站的负极接线端子连接；

相应的，所述换流站具体用于在接收到整流运行指令时，控制所述第二可控开关和所述第三可控开关均导通，且控制所述第一可控开关和所述第四可控开关均断开，以切换至整流运行模式；在接收到逆变运行指令时，控制所述第二可控开关和所述第三可控开关均断开，且控制所述第一可控开关和所述第四可控开关均导通，以切换至逆变运行模式。

优选地，所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关及第四可控开关均具体为隔离刀闸。

优选地，所述换流站包括：

第二逆变站；

分别与所述第二逆变站和直流输电线路连接的第二极性切换电路；

相应的，所述换流站具体用于在接收到逆变运行指令时，控制所述第二极性切换电路将所述第二逆变站的正极接线端子接入所述直流输电线路的正极输电线，且将所述第二逆变站的负极接线端接入所述直流输电线路的负极输电线，以切换至逆变运行模式；在接收到整流运行指令时，控制所述第二极性切换电路将所述第二逆变站的正极接线端子接入所述直流输电线路的负极输电线，且将所述第二逆变站的负极接线端接入所述直流输电线路的正极输电线，以切换至整流运行模式。

优选地，所述第二极性切换电路包括第五可控开关、第六可控开关、第七可控开关及第八可控开关；其中：

所述第五可控开关的第一端分别与所述第六可控开关的第一端和所述第二逆变站的正极接线端子连接，所述第五可控开关的第二端分别与所述第七可控开关的第一端和所述直流输电线路的负极输电线连接，所述第六可控开关的第二端分别与所述第八可控开关的第一端和所述直流输电线路的正极输电线连接，所述第七可控开关的第二端分别与所述第八可控开关的第二端和所述第二逆变站的负极接线端子连接；

相应的，所述换流站具体用于在接收到逆变运行指令时，控制所述第六可控开关和所述第七可控开关均导通，且控制所述第五可控开关和所述第八可控开关均断开，以切换至逆变运行模式；在接收到整流运行指令时，控制所述第六可控开关和所述第七可控开关均断开，且控制所述第五可控开关和所述第八可控开关均导通，以切换至整流运行模式。

优选地，所述第五可控开关、第六可控开关、第七可控开关及第八可控开关均具体为隔离刀闸。

优选地，所述三端高压直流输电系统还包括：

位于所述第一区域、与所述第一整流站连接的整流保护模块；

所述整流保护模块用于当所述第一整流站处于低危险等级对应的工作状态时，控制所述第一整流站的整流控制模块停止输出；当所述第一整流站处于高危险等级对应的工作状态时，控制所述第一整流站内的所有开关断开，且控制所述第一整流站的整流控制模块停止输出。

优选地，所述三端高压直流输电系统还包括：

位于所述第二区域、与所述第一逆变站连接的逆变保护模块；

所述逆变保护模块用于当所述第一逆变站处于低危险等级对应的工作状态时，控制所述第一逆变站的逆变控制模块停止输出；当所述第一逆变站处于高危险等级对应的工作状态时，控制所述第一逆变站内的所有开关断开，且控制所述第一逆变站的逆变控制模块停止输出。

优选地，所述三端高压直流输电系统还包括：

位于所述第三区域、与所述换流站连接的换流保护模块；

所述换流保护模块用于当所述换流站处于低危险等级对应的工作状态时，控制所述换流站的换流控制模块停止输出；当所述换流站处于高危险等级对应的工作状态时，控制所述换流站内的所有开关断开，且控制所述换流站的换流控制模块停止输出。

本发明提供了一种三端高压直流输电系统，包括：位于第一区域的第一整流站，用于在投入运行后，将第一区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；位于第二区域的第一逆变站，用于在投入运行后，将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第二区域的交流电网；位于第三区域、与第一整流站和第一逆变站通过直流输电线路并联连接的换流站，用于在接收到整流运行指令时切换至整流运行模式，并在投入运行后将第三区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；在接收到逆变运行指令时切换至逆变运行模式，并在投入运行后将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第三区域的交流电网。

可见，本申请的三端高压直流输电系统与原有两端高压直流输电系统相比，多了一个同时具有整流功能和逆变功能的换流站，从而形成了三端并联的接线结构，进而能够实现三端间的电力传输控制：第一区域与第二区域之间可进行电力传输；当换流站处于整流运行模式时，第三区域与第二区域之间可进行电力传输；当换流站处于逆变运行模式时，第一区域与第三区域之间可进行电力传输。因此，本申请的三端高压直流输电系统可满足更多区域之间的电力需求和电力传输的灵活控制，从而有利于多区域资源的灵活配置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为现有技术中的一种两端高压直流输电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种三端高压直流输电系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一种三端高压直流输电系统的具体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第二种三端高压直流输电系统的具体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种三端高压直流输电系统的控制保护原理图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种三端高压直流输电系统，可满足更多区域之间的电力需求和电力传输的灵活控制，从而有利于多区域资源的灵活配置。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种三端高压直流输电系统的结构示意图。

该三端高压直流输电系统包括：

位于第一区域的第一整流站1，用于在投入运行后，将第一区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；

位于第二区域的第一逆变站2，用于在投入运行后，将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第二区域的交流电网；

位于第三区域、与第一整流站1和第一逆变站2通过直流输电线路并联连接的换流站3，用于在接收到整流运行指令时切换至整流运行模式，并在投入运行后将第三区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；在接收到逆变运行指令时切换至逆变运行模式，并在投入运行后将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第三区域的交流电网。

具体地，本申请的三端高压直流输电系统包括第一整流站1、第一逆变站2及换流站3，其工作原理为：

已知整流站和逆变站之间可进行直流电力传输，所以在第一区域设置第一整流站1、在第二区域设置第一逆变站2、在第三区域设置换流站3(既具有整流功能，又具有逆变功能)的基础上有三种电力传输：

第一种，第一整流站1和第一逆变站2之间的电力传输：第一整流站1的输入端接入第一区域的三相交流电网，第一整流站1的输出端接入直流输电线路；第一逆变站2的输入端接入直流输电线路，第一逆变站2的输出端接入第二区域的交流电网。当第一整流站1和第一逆变站2均投入运行时，第一整流站1将第一区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过直流输电线路输送至第一逆变站2；第一逆变站2将直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第二区域的交流电网，从而实现第一区域与第二区域之间的电力传输。

第二种，第一整流站1和处于逆变运行模式的换流站3之间的电力传输：处于逆变运行模式的换流站3的输入端接入直流输电线路，处于逆变运行模式的换流站3的输出端接入第三区域的交流电网。当第一整流站1和处于逆变运行模式的换流站3均投入运行时，第一整流站1将第一区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过直流输电线路输送至处于逆变运行模式的换流站3；处于逆变运行模式的换流站3将直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第三区域的交流电网，从而实现第一区域与第三区域之间的电力传输。

第三种，处于整流运行模式的换流站3和第一逆变站2之间的电力传输：处于整流运行模式的换流站3的输入端接入第三区域的三相交流电网，处于整流运行模式的换流站3的输出端接入直流输电线路(处于逆变运行模式的换流站3的输入端和处于整流运行模式的换流站3的输出端为同一端)。当处于整流运行模式的换流站3和第一逆变站2均投入运行时，处于整流运行模式的换流站3将第三区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过直流输电线路输送至第一逆变站2；第一逆变站2将直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第二区域的交流电网，从而实现第三区域与第二区域之间的电力传输。

本发明提供了一种三端高压直流输电系统，包括：位于第一区域的第一整流站，用于在投入运行后，将第一区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；位于第二区域的第一逆变站，用于在投入运行后，将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第二区域的交流电网；位于第三区域、与第一整流站和第一逆变站通过直流输电线路并联连接的换流站，用于在接收到整流运行指令时切换至整流运行模式，并在投入运行后将第三区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；在接收到逆变运行指令时切换至逆变运行模式，并在投入运行后将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至第三区域的交流电网。

可见，本申请的三端高压直流输电系统与原有两端高压直流输电系统相比，多了一个同时具有整流功能和逆变功能的换流站，从而形成了三端并联的接线结构，进而能够实现三端间的电力传输控制：第一区域与第二区域之间可进行电力传输；当换流站处于整流运行模式时，第三区域与第二区域之间可进行电力传输；当换流站处于逆变运行模式时，第一区域与第三区域之间可进行电力传输。因此，本申请的三端高压直流输电系统可满足更多区域之间的电力需求和电力传输的灵活控制，从而有利于多区域资源的灵活配置。

在上述实施例的基础上：

请参照图3，图3为本发明实施例提供的第一种三端高压直流输电系统的具体结构示意图。

作为一种可选地实施例，换流站3包括：

第二整流站31；

分别与第二整流站31和直流输电线路连接的第一极性切换电路32；

相应的，换流站3具体用于在接收到整流运行指令时，控制第一极性切换电路32将第二整流站31的正极接线端子接入直流输电线路的正极输电线，且将第二整流站31的负极接线端接入直流输电线路的负极输电线，以切换至整流运行模式；在接收到逆变运行指令时，控制第一极性切换电路32将第二整流站31的正极接线端子接入直流输电线路的负极输电线，且将第二整流站31的负极接线端接入直流输电线路的正极输电线，以切换至逆变运行模式。

具体地，本申请的换流站3为节省成本，最大限度地保留已有的换流站设备，所以换流站3包括第二整流站31和第一极性切换电路32，其工作原理为：

在双极对称的三端高压直流输电系统中(通常情况下，极1为正极性，极2为负极性)，可将整流站转换成逆变站使用。若想将整流站转换成逆变站使用，需基于整流站的换流阀的单向导向性将原极1、极2的极性对调，才能构成供逆变站工作的电气回路。基于此，本申请的换流站3包括第二整流站31和用于调换第二整流站31的正负极性的第一极性切换电路32。

更具体地，换流站3在接收到整流运行指令时，控制第一极性切换电路32将第二整流站31以整流运行模式接入直流输电线路，即第二整流站31的正极接线端子接入直流输电线路的正极输电线，第二整流站31的负极接线端接入直流输电线路的负极输电线，从而使第二整流站31处于整流运行模式。反之，换流站3在接收到逆变运行指令时，控制第一极性切换电路32将第二整流站31以逆变运行模式接入直流输电线路，即第二整流站31的正极接线端子接入直流输电线路的负极输电线，第二整流站31的负极接线端接入直流输电线路的正极输电线，从而使第二整流站31处于逆变运行模式。

作为一种可选地实施例，第一极性切换电路32包括第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3及第四可控开关Q4；其中：

第一可控开关Q1的第一端分别与第二可控开关Q2的第一端和第二整流站31的正极接线端子连接，第一可控开关Q1的第二端分别与第三可控开关Q3的第一端和直流输电线路的负极输电线连接，第二可控开关Q2的第二端分别与第四可控开关Q4的第一端和直流输电线路的正极输电线连接，第三可控开关Q3的第二端分别与第四可控开关Q4的第二端和第二整流站31的负极接线端子连接；

相应的，换流站3具体用于在接收到整流运行指令时，控制第二可控开关Q2和第三可控开关Q3均导通，且控制第一可控开关Q1和第四可控开关Q4均断开，以切换至整流运行模式；在接收到逆变运行指令时，控制第二可控开关Q2和第三可控开关Q3均断开，且控制第一可控开关Q1和第四可控开关Q4均导通，以切换至逆变运行模式。

具体地，本申请的第一极性切换电路32包括第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3及第四可控开关Q4，其工作原理为：

换流站3在接收到整流运行指令时，控制第二可控开关Q2导通，以将第二整流站31的正极接线端子接入直流输电线路的正极输电线；同时控制第三可控开关Q3导通，以将第二整流站31的负极接线端接入直流输电线路的负极输电线(此情况下第一可控开关Q1和第四可控开关Q4均处于断开状态)。换流站3在接收到逆变运行指令时，控制第一可控开关Q1导通，以将第二整流站31的正极接线端子接入直流输电线路的负极输电线；同时控制第四可控开关Q4导通，以将第二整流站31的负极接线端接入直流输电线路的正极输电线(此情况下第二可控开关Q2和第三可控开关Q3均处于断开状态)。

作为一种可选地实施例，第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3及第四可控开关Q4均具体为隔离刀闸。

进一步地，本申请的第一可控开关Q1、第二可控开关Q2、第三可控开关Q3及第四可控开关Q4均可选用但不仅限于隔离刀闸，本申请在此不做特别的限定。

请参照图4，图4为本发明实施例提供的第二种三端高压直流输电系统的具体结构示意图。

作为一种可选地实施例，换流站3包括：

第二逆变站33；

分别与第二逆变站33和直流输电线路连接的第二极性切换电路34；

相应的，换流站3具体用于在接收到逆变运行指令时，控制第二极性切换电路34将第二逆变站33的正极接线端子接入直流输电线路的正极输电线，且将第二逆变站33的负极接线端接入直流输电线路的负极输电线，以切换至逆变运行模式；在接收到整流运行指令时，控制第二极性切换电路34将第二逆变站33的正极接线端子接入直流输电线路的负极输电线，且将第二逆变站33的负极接线端接入直流输电线路的正极输电线，以切换至整流运行模式。

具体地，本申请的换流站3除了上述实施例所提及的由整流站改进得到之外，同理还可以由逆变站改进得到，即换流站3包括第二逆变站33和第二极性切换电路34，其工作原理为：

在双极对称的三端高压直流输电系统中，同样可将逆变站转换成整流站使用。若想将逆变站转换成整流站使用，需基于逆变站的换流阀的单向导向性将原极1、极2的极性对调，才能构成供整流站工作的电气回路。基于此，本申请的换流站3包括第二逆变站33和用于调换第二逆变站33的正负极性的第二极性切换电路34。

更具体地，换流站3在接收到逆变运行指令时，控制第二极性切换电路34将第二逆变站33以逆变运行模式接入直流输电线路，即第二逆变站33的正极接线端子接入直流输电线路的正极输电线，第二逆变站33的负极接线端接入直流输电线路的负极输电线，从而使第二逆变站33处于逆变运行模式。反之，换流站3在接收到整流运行指令时，控制第二极性切换电路34将第二逆变站33以整流运行模式接入直流输电线路，即第二逆变站33的正极接线端子接入直流输电线路的负极输电线，第二逆变站33的负极接线端接入直流输电线路的正极输电线，从而使第二逆变站33处于整流运行模式。

作为一种可选地实施例，第二极性切换电路34包括第五可控开关Q5、第六可控开关Q6、第七可控开关Q7及第八可控开关Q8；其中：

第五可控开关Q5的第一端分别与第六可控开关Q6的第一端和第二逆变站33的正极接线端子连接，第五可控开关Q5的第二端分别与第七可控开关Q7的第一端和直流输电线路的负极输电线连接，第六可控开关Q6的第二端分别与第八可控开关Q8的第一端和直流输电线路的正极输电线连接，第七可控开关Q7的第二端分别与第八可控开关Q8的第二端和第二逆变站33的负极接线端子连接；

相应的，换流站3具体用于在接收到逆变运行指令时，控制第六可控开关Q6和第七可控开关Q7均导通，且控制第五可控开关Q5和第八可控开关Q8均断开，以切换至逆变运行模式；在接收到整流运行指令时，控制第六可控开关Q6和第七可控开关Q7均断开，且控制第五可控开关Q5和第八可控开关Q8均导通，以切换至整流运行模式。

具体地，本申请的第二极性切换电路34包括第五可控开关Q5、第六可控开关Q6、第七可控开关Q7及第八可控开关Q8，其工作原理为：

换流站3在接收到逆变运行指令时，控制第六可控开关Q6导通，以将第二逆变站33的正极接线端子接入直流输电线路的正极输电线；同时控制第七可控开关Q7导通，以将第二逆变站33的负极接线端接入直流输电线路的负极输电线(此情况下第五可控开关Q5和第八可控开关Q8均处于断开状态)。换流站3在接收到整流运行指令时，控制第五可控开关Q5导通，以将第二逆变站33的正极接线端子接入直流输电线路的负极输电线；同时控制第八可控开关Q8导通，以将第二逆变站33的负极接线端接入直流输电线路的正极输电线(此情况下第六可控开关Q6和第七可控开关Q7均处于断开状态)。

作为一种可选地实施例，第五可控开关Q5、第六可控开关Q6、第七可控开关Q7及第八可控开关Q8均具体为隔离刀闸。

进一步地，本申请的第五可控开关Q5、第六可控开关Q6、第七可控开关Q7及第八可控开关Q8均可选用但不仅限于隔离刀闸，本申请在此不做特别的限定。

综上，本申请的换流站3包括换流设备(即整流站或逆变站的所有主回路设备)和用于切换换流设备的正负极性的极性切换电路。

请参照图5，图5为本发明实施例提供的一种三端高压直流输电系统的控制保护原理图。

作为一种可选地实施例，三端高压直流输电系统还包括：

位于第一区域、与第一整流站1连接的整流保护模块4；

整流保护模块4用于当第一整流站1处于低危险等级对应的工作状态时，控制第一整流站1的整流控制模块停止输出；当第一整流站1处于高危险等级对应的工作状态时，控制第一整流站1内的所有开关断开，且控制第一整流站1的整流控制模块停止输出。

进一步地，本申请的三种电力传输均为整流站至逆变站的电力传输，这里的整流站均包括整流主设备(如换流阀、换流变压器、直流场开关/刀闸等)和整流控制模块，整流控制模块通过测量整流主设备的电压、电流等模拟量、开关/刀闸的分合状态等开关量以及换流变压器的分接头状态，按照预设的控制逻辑和运行人员的指令，向整流主设备提供必要的运行控制信号(如触发脉冲、开关/刀闸的分合控制指令、分接头指令)，以控制整流站的电力转换；这里的逆变站均包括逆变主设备和逆变控制模块(逆变控制模块的控制原理与整流控制模块的控制原理类似，本申请在此不再赘述)；整流站和逆变站的控制间有数据通信，用于实现两站间的系统控制需要，从而实现整流站至逆变站的电力传输。

基于此，本申请的三端高压直流输电系统还包括用于保护第一整流站1的整流保护模块4，其工作原理为：

整流保护模块4可检测第一整流站1的工作状态，当第一整流站1处于低危险等级对应的工作状态(比如，为第一整流站1的输出电流设置第一电流阈值(第一电流阈值≥整流站电流传输安全阈值)，当输出电流大于第一电流阈值时，认为第一整流站1处于低危险等级对应的工作状态)时，控制第一整流站1的整流控制模块停止输出，从而切断第一整流站1的控制，使第一整流站1停止运行，起到保护第一整流站1的作用。当第一整流站1处于高危险等级对应的工作状态(比如，为第一整流站1的输出电流设置第二电流阈值(第二电流阈值＞第一电流阈值)，当输出电流大于第二电流阈值时，认为第一整流站1处于高危险等级对应的工作状态)时，控制第一整流站1内的所有开关断开，从而第一时间停止第一整流站1的运行；且控制第一整流站1的整流控制模块停止输出，从而切断第一整流站1的控制，起到立刻保护第一整流站1的作用。

作为一种可选地实施例，三端高压直流输电系统还包括：

位于第二区域、与第一逆变站2连接的逆变保护模块5；

逆变保护模块5用于当第一逆变站2处于低危险等级对应的工作状态时，控制第一逆变站2的逆变控制模块停止输出；当第一逆变站2处于高危险等级对应的工作状态时，控制第一逆变站2内的所有开关断开，且控制第一逆变站2的逆变控制模块停止输出。

进一步地，本申请的三端高压直流输电系统还包括用于保护第一逆变站2的逆变保护模块5，其工作原理为：

逆变保护模块5可检测第一逆变站2的工作状态，当第一逆变站2处于低危险等级对应的工作状态(比如，为第一逆变站2的输入电流设置第三电流阈值(第三电流阈值≥逆变站电流传输安全阈值)，当输入电流大于第三电流阈值时，认为第一逆变站2处于低危险等级对应的工作状态)时，控制第一逆变站2的逆变控制模块停止输出，从而切断第一逆变站2的控制，使第一逆变站2停止运行，起到保护第一逆变站2的作用。当第一逆变站2处于高危险等级对应的工作状态(比如，为第一逆变站2的输入电流设置第四电流阈值(第四电流阈值＞第三电流阈值)，当输入电流大于第四电流阈值时，认为第一逆变站2处于高危险等级对应的工作状态)时，控制第一逆变站2内的所有开关断开，从而第一时间停止第一逆变站2的运行；且控制第一逆变站2的逆变控制模块停止输出，从而切断第一逆变站2的控制，起到立刻保护第一逆变站2的作用。

作为一种可选地实施例，三端高压直流输电系统还包括：

位于第三区域、与换流站3连接的换流保护模块6；

换流保护模块6用于当换流站3处于低危险等级对应的工作状态时，控制换流站3的换流控制模块停止输出；当换流站3处于高危险等级对应的工作状态时，控制换流站3内的所有开关断开，且控制换流站3的换流控制模块停止输出。

进一步地，本申请的三端高压直流输电系统还包括用于保护换流站3的换流保护模块6，其工作原理为：

当换流站3处于整流运行模式时，其保护原理与第一整流站1的保护原理类似；当换流站3处于逆变运行模式时，其保护原理与第一逆变站2的保护原理类似(与二者不同的是换流站3内的所有开关包括极性切换电路的开关)，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种三端高压直流输电系统，其特征在于，包括：

位于第一区域的第一整流站，用于在投入运行后，将所述第一区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；

位于第二区域的第一逆变站，用于在投入运行后，将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至所述第二区域的交流电网；

位于第三区域、与所述第一整流站和所述第一逆变站通过直流输电线路并联连接的换流站，用于在接收到整流运行指令时切换至整流运行模式，并在投入运行后将所述第三区域的三相交流电网的交流电转换成直流电，并将转换的直流电通过自身所连接的直流输电线路输送出去；在接收到逆变运行指令时切换至逆变运行模式，并在投入运行后将自身所连接的直流输电线路输入的直流电转换为交流电，并将转换的交流电输入至所述第三区域的交流电网。

2.如权利要求1所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述换流站包括：

第二整流站；

分别与所述第二整流站和直流输电线路连接的第一极性切换电路；

相应的，所述换流站具体用于在接收到整流运行指令时，控制所述第一极性切换电路将所述第二整流站的正极接线端子接入所述直流输电线路的正极输电线，且将所述第二整流站的负极接线端接入所述直流输电线路的负极输电线，以切换至整流运行模式；在接收到逆变运行指令时，控制所述第一极性切换电路将所述第二整流站的正极接线端子接入所述直流输电线路的负极输电线，且将所述第二整流站的负极接线端接入所述直流输电线路的正极输电线，以切换至逆变运行模式。

3.如权利要求2所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述第一极性切换电路包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关及第四可控开关；其中：

所述第一可控开关的第一端分别与所述第二可控开关的第一端和所述第二整流站的正极接线端子连接，所述第一可控开关的第二端分别与所述第三可控开关的第一端和所述直流输电线路的负极输电线连接，所述第二可控开关的第二端分别与所述第四可控开关的第一端和所述直流输电线路的正极输电线连接，所述第三可控开关的第二端分别与所述第四可控开关的第二端和所述第二整流站的负极接线端子连接；

相应的，所述换流站具体用于在接收到整流运行指令时，控制所述第二可控开关和所述第三可控开关均导通，且控制所述第一可控开关和所述第四可控开关均断开，以切换至整流运行模式；在接收到逆变运行指令时，控制所述第二可控开关和所述第三可控开关均断开，且控制所述第一可控开关和所述第四可控开关均导通，以切换至逆变运行模式。

4.如权利要求3所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关及第四可控开关均具体为隔离刀闸。

5.如权利要求1所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述换流站包括：

第二逆变站；

分别与所述第二逆变站和直流输电线路连接的第二极性切换电路；

相应的，所述换流站具体用于在接收到逆变运行指令时，控制所述第二极性切换电路将所述第二逆变站的正极接线端子接入所述直流输电线路的正极输电线，且将所述第二逆变站的负极接线端接入所述直流输电线路的负极输电线，以切换至逆变运行模式；在接收到整流运行指令时，控制所述第二极性切换电路将所述第二逆变站的正极接线端子接入所述直流输电线路的负极输电线，且将所述第二逆变站的负极接线端接入所述直流输电线路的正极输电线，以切换至整流运行模式。

6.如权利要求5所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述第二极性切换电路包括第五可控开关、第六可控开关、第七可控开关及第八可控开关；其中：

所述第五可控开关的第一端分别与所述第六可控开关的第一端和所述第二逆变站的正极接线端子连接，所述第五可控开关的第二端分别与所述第七可控开关的第一端和所述直流输电线路的负极输电线连接，所述第六可控开关的第二端分别与所述第八可控开关的第一端和所述直流输电线路的正极输电线连接，所述第七可控开关的第二端分别与所述第八可控开关的第二端和所述第二逆变站的负极接线端子连接；

相应的，所述换流站具体用于在接收到逆变运行指令时，控制所述第六可控开关和所述第七可控开关均导通，且控制所述第五可控开关和所述第八可控开关均断开，以切换至逆变运行模式；在接收到整流运行指令时，控制所述第六可控开关和所述第七可控开关均断开，且控制所述第五可控开关和所述第八可控开关均导通，以切换至整流运行模式。

7.如权利要求6所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述第五可控开关、第六可控开关、第七可控开关及第八可控开关均具体为隔离刀闸。

8.如权利要求1-7任一项所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述三端高压直流输电系统还包括：

位于所述第一区域、与所述第一整流站连接的整流保护模块；

所述整流保护模块用于当所述第一整流站处于低危险等级对应的工作状态时，控制所述第一整流站的整流控制模块停止输出；当所述第一整流站处于高危险等级对应的工作状态时，控制所述第一整流站内的所有开关断开，且控制所述第一整流站的整流控制模块停止输出。

9.如权利要求8所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述三端高压直流输电系统还包括：

位于所述第二区域、与所述第一逆变站连接的逆变保护模块；

所述逆变保护模块用于当所述第一逆变站处于低危险等级对应的工作状态时，控制所述第一逆变站的逆变控制模块停止输出；当所述第一逆变站处于高危险等级对应的工作状态时，控制所述第一逆变站内的所有开关断开，且控制所述第一逆变站的逆变控制模块停止输出。

10.如权利要求9所述的三端高压直流输电系统，其特征在于，所述三端高压直流输电系统还包括：

位于所述第三区域、与所述换流站连接的换流保护模块；

所述换流保护模块用于当所述换流站处于低危险等级对应的工作状态时，控制所述换流站的换流控制模块停止输出；当所述换流站处于高危险等级对应的工作状态时，控制所述换流站内的所有开关断开，且控制所述换流站的换流控制模块停止输出。