CN111193290B

CN111193290B - 一种分层直流输电系统

Info

Publication number: CN111193290B
Application number: CN202010100464.5A
Authority: CN
Inventors: 林卫星; 文劲宇
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2040-02-18
Also published as: CN111193290A

Abstract

本发明属于电力系统输配电领域，提供一种分层直流输电系统，用于将分布于不同地域的大量可再生能源发电输送至负荷中心，该系统由一个高压换流站及若干低压换流站互联，高压换流站由高端换流器和低端换流器串联而成，高压换流站的直流端口经直流输电线路联接至受端电网高压换流站的直流端口，高压换流站的低端换流器经直流输电线路与一个或多个低压换流站的直流侧联接，低压换流站的交流侧联接各低压换流站的交流系统，高压换流站的高端换流器、低端换流器的交流侧联接至高压换流站所在的交流系统。本发明拓扑可更方便地布局各可再生能源发电站的地理位置，实现各可再生能源发电站交流侧隔离，降低全系统中电压源型换流器的总容量。

Description

一种分层直流输电系统

技术领域

本发明属于电力系统输配电领域，具体涉及一种分层直流输电系统，用于将分布于不同地域的大量可再生能源发电输送至负荷中心。

背景技术

我国当前面临着严峻的雾霾问题，导致雾霾问题的主要原因之一是我国过度依赖燃煤等化石能源，大力发展太阳能发电、风力发电、水力发电等可再生能源发电是解决我国雾霾问题的根本性措施。我国西北地区拥有大量的风力发电和太阳能发电资源，西南地区拥有大量的水力发电、风力发电和太阳能发电资源。以内蒙、新疆、甘肃、青海和宁夏5个省份为例，风能和光伏发电可开发量约为397万亿千万时/年，相当于4700个三峡水电站年发电量，开发利用1/60就可以满足全国当前的电力消费需求。

但这些可再生能源发电资源大都位于高原地带或高山地带，当地负荷水平低，交流输电网架薄弱，建设高电压等级的输电系统困难，难以实现大规模可再生能源发电的远距离输送。

图1给出现有常规输送大规模可再生能源发电的一种输电拓扑。其原理为在合适的地理位置建设大容量的高压换流站，将各个位于不同地理位置的可再生能源发电站经交流输电线路连接至高压换流站的交流侧，高压换流站的直流侧经直流输电线路连接至受端高压换流站，受端高压换流站再将接收到的直流电能转换为交流电能，输送到受端交流电网。

现有常规技术的缺点有：

1、需要建设大容量的电压源型换流站以便于接入风力发电，光伏发电等新能源发电系统，从而带来了高成本与高损耗；

2、每个发电站需要经各自的长距离交流输电线路连接至电压源型换流站的交流侧，由于长距离交流输电线路会产生大量的无功功率，且交流输电线路为三相线路，每回交流输电线路包含3根导线，导致了输电线路损耗大、成本高、线路架设困难；

3、由于每个发电站都经过交流输电线路互联在一起，任意一点的交流故障将波及所有的发电站，从而系统稳定性及可靠性差。

发明内容

为了改进上述传统技术存在的缺点，降低输送端电压源型换流站的容量，输电线路架设的难度及输电系统的损耗，使得各个可再生能源发电站之间相互隔离，单个发电站的故障不会影响其他发电站，本发明提供了一种分层直流输电系统，其在合适的地理位置建设由高端换流器和低端换流器串联而成的高压换流站，各个可再生能源发电站经各自的低压换流站变换后，再经直流输电线路连接至高压换流站的低端换流器的直流侧。由于各可再生能源发电站经直流输电线路连接到高压换流站，每回直流输电线路仅有2传输导线，从而大大降低输电线路的损耗及线路架设难度，各可再生能源发电站的交流侧没有互联，从而使得各可再生能源发电站实现了隔离，任意一个可再生能源发电站本地发生了交流故障不会波及到其他可再生能源发电站，从而提升了系统的稳定性与可靠性，在高压换流站的高端换流器上采用基于二极管的不控整流换流器将可以整体降低可再生能源输出系统所使用的电压源型换流器的容量。

为实现上述目的，本发明提供一种分层直流输电系统，主要由高压换流站，高压换流站的交流链路及低压换流站构成，高压换流站由高端换流器与低端换流器串联而成，高压换流站的直流输出端经直流输电线路联接至受端电网的高压换流站，高压换流站的低端换流器的直流端经直流输电线路与一个或多个低压换流站的直流端联接，各低压换流站的交流侧联接至可再生能源发电站，高压换流站的高端换流器与低端换流器经各自的交流链路联接至高压换流站所在的交流系统。

作为本发明的改进，所述高压换流站的高端换流器采用基于二极管的不控整流换流器拓扑，从而降低高压换流站整体的成本。

作为本发明的改进，所述高压换流站的高端换流器采用基于晶闸管的电网换相换流器，从而降低高压换流站整体的成本并提升高压换流站的高端换流器的功率控制能力。

作为本发明的改进，所述高压换流站的低端换流器采用基于全控型电力电子器件的电压源型换流器，从而提升高压换流站的控制性能。

作为本发明的改进，所述高压换流站所在交流系统可以是本地交流电网，也可以由新能源发电站与水力发电站、火力发电站等组合构成，从而为高压换流站的交流侧提供稳定的交流电压。

作为本发明的改进，所述高压换流站的高端换流器的交流链路是变压器从而在将高端换流器的输出电压经变压器变压后与高压换流站交流系统的电压匹配。

作为本发明的改进，所述高压换流站的低端换流器的交流链路是交流线路，从而降低低端换流器的交流链路的成本与损耗。

作为本发明的改进，所述高压换流站的低端换流器的交流链路是交流电抗器，从而使得低端换流器的交流链路的成本相对较低，并具备抑制交流故障电流的能力。

作为本发明的改进，所述高压换流站的低端换流器的交流链路是交流变压器，从而将低端换流器的输出交流电压经变压器变压后，与高压换流站本地交流系统的交流电压相匹配。

作为本发明的改进，所述高压换流站的低端换流器经多条直流输电线路联接多个分布于不同地理位置的风力发电站、光伏发电站、水力发电站、火力发电站，大规模储能电站，抽水蓄能电站，从而在建设输电系统时，方便对发电站进行布点，并利用分布在多个不同地理位置的发电站出力特性的差异性以平抑风力发电站，光伏发电站的出力波动。

作为本发明的改进，所述高压换流站的直流端经输电线路联接至受端电网的高压换流站，构成高压直流输电系统，受端电网的高压换流站控制高压直流输电系统的直流电压。

作为本发明的改进，所述高压换流站的低压换流器的直流端经直流输电线路与一个或多个低压换流站构成低压直流输电系统，所述高压换流站的低压换流器控制低压直流输电系统的直流电压。

作为本发明的改进，所述低压换流站的交流侧若联接的是风力发电、光伏发电、或者本地负荷等无源交流系统或弱交流系统，则所述低压换流站采用控制其所联接交流系统的交流电压的控制模式。

作为本发明的改进，所述低压换流站的交流侧若联接的是水力发电、火力发电或强交流电网，则所述低压换流站采用控制低压直流输电系统的直流电压或控制低压换流站的传输功率的控制模式。

作为本发明的改进，所述高压换流站的高端换流器和低端换流器可以在不同时期，不同地点建设，所述高压换流站的高端换流器对应的直流端口经一定长度的直流输电线路与所述高压换流站的低端换流器对应的直流端口相联接。

作为本发明的改进，记分层直流输电系统向受端电网传输的额定功率为Pdcn，高压直流输电系统与低压直流输电系统的额定直流电压之间的比值为k，低压换流站所联接的交流系统传输的功率总和额定值为PdcR，则所述高压换流站的高端换流器的额定功率之和设计为Pdcn*(1-1/k)，所述高压换流站的低端换流器的额定功率设计为Pdcn/k-PdcR。

作为本发明的改进，所述高压换流站由第一个高端换流器、低端换流器和第二个高端换流器串联而成，所述第一个高端换流器和第二个高端换流器的结构拓扑、额定电压、额定功率等技术参数完全相同，在低端换流器的直流中性点经接地线路联接至大地从而构成对称双极性高压换流站。

作为本发明的改进，所述高压换流站由一个高端换流器和一个低端换流器串联而成，构成单极性的高压换流站。

总体而言，本发明的分层直流输电系统相对于现有的大个大容量高压换流站交流侧汇集系统，具有如下技术效果：

(1)各个风力发电站、光伏发电站、水力发电站通过低电压等级的各个低压换流站经直流输电线路汇集到高压换流站的低端换流器后，再经高压换流站输出，而不是通过各交流输电线路汇集到高压换流站的交流侧，直流输电线路每回输电只需要2根导线，交流输电每回输电线路需要3根导线，直流输电线路的输电走廊宽度也小于交流输电，为此本发明技术方案相比于现有技术方案降低了从高压换流站到各个待汇集发电站之间线路架设难度、线路损耗与线路建设成本，并且使得各发电站、低压换流站的规划布点更灵活。

(2)由于各发电站独自经过各自的低压换流站汇集到高压换流站的低端换流器，实现了各发电站之间的隔离，任意一个发电站的交流系统发生故障不会波及到其他发电站，从而提高了整个电能输出系统的可靠性与稳定性。

(3)以典型的高压换流站额定直流电压±800kV，额定直流功率800万kW，低压换流站额定直流电压±500kV，所有低压换流站额定功率400万kW为例，采用传统的单个集中式电压源型高压换流站技术所需要的电压源型换流器的总输电容量为800万kW，采用本发明技术方案所需要的电压源型换流器的总输电容量500万kW，相比于现有技术，本发明技术方案可以节省37.5％(300万kW)的电压源型换流器，当前每100万kW换流器(含对应的交流输电链路)的成本约为4.0亿元，对于800万kW新能源送出系统，本发明技术方案可以节省12.0亿元，假设在西北、西南地区共需建设20亿kW的新能源发电经直流送出系统，本发明提供的技术方案初步估算可节省3000亿元投资。

附图说明

图1是采用单个大容量高压换流站经交流输电线路汇集多个发电站的现有技术方案示意图，其中，12是高压换流站，17是受端交流电网，13是直流输电线路，8、11是风力发电站，9是光伏发电站，10是水力发电站，53是交流输电线路。

图2是采用分层直流输电系统经直流输电线路汇集多个发电站的示意图，其中，1是第一高端换流器，3是第二高端换流器，2是低端换流器，4是高压换流站，5是交流公共母线，6、7是低压换流站，8、11是风力发电站，9是光伏发电站，10是水力发电站，12是高压换流站，13是直流输电线路，14、16是交流变压器，15是交流电抗器，17是受端交流电网，26是高压换流站所在地的交流系统，27、28是低压换流站所在地的交流系统。

图3是高压换流站由一个高端换流器和一个低端换流器串联的分层直流输电系统示意图，其中，1是第一高端换流器，2是低端换流器，4是高压换流站，5是交流公共母线，6是第一低端换流站，7是第二低压换流站，8、11是风力发电站，9是光伏发电站，10是水力发电站，12是高压换流站，13是直流输电线路，14、16是交流变压器，17是受端交流电网，26是高压换流站所在地的交流系统，27、28是低压换流站所在地的交流系统。

图4是低压直流输电系统含3个及以上低压换流站的分层直流输电系统示意图，其中，1是第一高端换流器，3是第二高端换流器，2是低端换流器，4是高压换流站，5是交流公共母线，6是第一低端换流站，7是第二低压换流站，8、11是风力发电站，9是光伏发电站，10是水力发电站，12是高压换流站，13是直流输电线路，14、16是交流变压器，15是交流电抗器，17是受端交流电网，26是高压换流站所在地的交流系统，27、28是低压换流站所在地的交流系统，31是低压直流输电系统，32是分层直流输电系统。

图5是高压换流站的高端换流器采用基于晶闸管的电网换相换流器的分层直流输电系统示意图，其中，1是第一高端换流器，3是第二高端换流器，2是低端换流器，4是高压换流站，5是交流公共母线，6是第一低端换流站，7是第二低压换流站，8、11是风力发电站，9是光伏发电站，10是水力发电站，12是高压换流站，13是直流输电线路，14、16是交流变压器，15是交流电抗器，17是受端交流电网。

图6是高压换流站的高端换流器采用基于全控型电力电子器件的电压源型换流器的分层直流输电系统示意图，其中，1是第一高端换流器，3是第二高端换流器，2是低端换流器，4是高压换流站，5是交流公共母线，6是第一低端换流站，7是第二低压换流站，8、11是风力发电站，9是光伏发电站，12是高压换流站，13是直流输电线路，14、16是交流变压器，45是交流电抗器，17是受端交流电网。

图7是采用分层直流输电系统将海上风电直流并网系统联接至背靠背直流输电系统的方案示例，其中，1是第一高端换流器，3是第二高端换流器，2是低端换流器，33、34是直流输电线路，23是海上风电直流送出系统，24是背靠背直流输电系统，25是待建设的海上风电直流并网系统，8是风力发电站，12是低压换流站，21、22是背靠背直流输电系统的换流站，19是第三高端换流器，20是第四高端换流器。

图8是采用分层直流输电系统将海上风电直流并网系统联接至背靠背直流输电系统的方案且分层直流输电的高压换流站与海上风电系统的陆上换流站(即低端换流器)不在同一地理位置的示例，其中，1是第一高端换流器，3是第二高端换流器，2是低端换流器，14、33、34是直流输电线路，23是海上风电直流送出系统，24是背靠背直流输电系统，25是待建设的海上风电直流并网系统，8是风力发电站，12是低压换流站，21、22是背靠背直流输电系统的换流站，19是第三高端换流器，20是第四高端换流器。

图9是分层直流输电系统用于实现直流系统与交流系统之间功率互送的示例，其中，1是第一高端换流器，3是第二高端换流器，2是低端换流器，4是高压换流站，38是±500kV直流输电系统，37是低压换流站，35是第一交流电网，36是第二交流电网。

图10现有的多端直流输电系统实现直流系统与交流系统之间功率互送的示例，其中，35是第一交流电网，36是第二交流电网，37、38、39是高压换流站。

图11是一种公知的基于全控型电力电子器件的电压源型换流器的拓扑结构示意。

图12是一种公知的基于晶闸管的电网换相换流器的拓扑结构示意。

图13是一种公知的基于二极管的不控整流其的拓扑结构示意。

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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1所示为现有的通过集中式单个高压换流站经交流输电线路汇集多个发电站的方案，其原理为建设单个大容量的高压换流站30，该高压换流站30的交流侧经多条交流输电线路53与风力发电站、光伏发电站9、水力发电站10、等多个发电站互联。该现有技术方案存在的缺陷为需要建设单个大容量的高压换流站30，且该高压换流站通常需采用成本高昂的电压源型换流器技术，从而带来了高成本。该方案中各个风力发电站、光伏发电站、水力发电站通过长距离交流输电线路联接至高压换流站30的交流侧，存在交流输电线路损耗高、线路架设困难、任意一点故障将波及所有其他发电站的缺陷。

如图2所示，本发明实施例提供一种分层直流输电系统，该分层直流输电系统主要由高压换流站4，一个或多个低压换流站构成，高压换流站4由第一高端换流器1、低端换流器2和第二高端换流器3串联而成，低端换流器2的直流输出端经直流输电线路13与低压换流站的直流侧相连接，高压换流站4的直流端经直流输电线路13与受端高压换流站12对应的直流端口相联接，风力发电站8联接至第一低端换流站6的交流侧，光伏发电站9联接至第二低端换流站7的交流侧，高压换流站4的第一高端换流器1、低端换流器2、第二高端换流器3的交流侧分别经交流变压器14、交流电抗器15、交流变压器16联接至交流公共母线5后，再联接至高压换流站的本地交流系统26，高压换流站本地交流系统26通常可以包含水力发电站10以及新能源发电站，从而通过水力发电站10为高压换流站4的交流系统26提供稳定的交流工作电压，并同时能传输一部分新能源发电。优选地，由于图2所示分层直流输电系统用于单向地传输风力发电、光伏发电、水力发电等可再生能源发电，高端换流器采用基于二极管的不控整流器以降低成本并满足功率单向传输的要求，低端换流器2采用电压源型换流器从而控制由低端换流器2、低压换流站及对应的直流输电线路13构成的低压直流输电系统的直流电压。

图3实施例与图2类似，区别在于高压换流站4由第一高端换流器1和低端换流器2串联而成，从而该分层直流输电系统是一个单极性直流输电系统。

图4实施例与图2类似，区别在于示例了低端换流器2的直流侧经直流输电线路13可以与多个低压换流站相联接。记分层直流输电系统32总传输的额定功率为Pdcn，除低端换流器2外的低压直流输电系统31总传输的额定功率为PdcR，高压换流4的额定直流电压为E1，低端换流器2的额定直流电压为E2，高压直流输电系统与低压直流输电系统的变比为k＝E1/E2，则高端换流器1、3流过的直流为(Pdcn/E1)，高端换流器1、3的额定直流电压为(E1-E2)/2，高端换流器1、3的额定功率为(Pdcn/E1)*(E1-E2)/2＝0.5*Pdcn*(1-1/k)，低端换流器2流过的直流电流为(Pdcn/E1-PdcR/E2)，低端换流器2的额定直流电压为E2，低端换流器2的额定功率为|(Pdcn/E1-PdcR/E2)*E2|＝|Pdcn/k-PdcR|。

图5实施例与图2类似，区别在于图5中高端换流器采用基于晶闸管的电网换相换流器，从而使得高端换流器具备调节高端换流器的直流输出电压从而调节高端换流器的直流功率、直流电流等物理量从而提升高压换流站4的控制性能。

图6实施例与图2类似，区别在于图6中高端换流器采用基于全控型电力电子器件的电压源型换流器，从而使得高端换流器具有双向流通直流电流的能力，进一步提升高压换流站4的控制性能，使得分层直流输电系统32具备独立传输光伏发电、风力发电等新能源发电的能力，无需在高压换流站4的交流系统侧建设配套的火力发电、水力发电等传统的强交流电源。图6实施例中可以用低端换流器2控制交流母线5的交流电压，高端换流器控制低端换流器2等低压直流输电系统的直流电压，低压换流站分别控制各自的交流系统电压。

图7示例了已建成的海上风电直流送出系统23，待建设海上风电直流送出系统25与已建成背靠背直流输电系统24的互联方式。图7实施例中，海上风电直流送出系统23的直流电压低于背靠背直流输电系统24的直流电压，通过建设高端换流器并与海上风电直流送出系统23的低端换流器2相串联，构成了类似图2实施例中的高压换流站4，实现海上风电直流送出系统23与已建成背靠背直流输电系统24之间的互联。控制时，高端换流器控制其对应直流输电线路33的直流电流或功率。待建设的海上风电直流并网系统25通过建设高端换流器再经直流输电线路34联接至背靠背直流输电系统24的直流端。高端换流器与待建设的海上风电直流并网系统25的直流侧串联，构成类似实施例图2中的高压换流站4。

图8与图7类似，区别在于高端换流器经直流输电线路14与已建成海上风电直流并网系统的低端换流器2相串联，从而使得高端换流器的地理位置无需建设得与低端换流器2在相同的地理位置，大大提高输电网络规划与建设的灵活性。

图9示例了分层直流输电互联直流输电系统与交流输电系统的应用。图9中第一交流电网35及第二交流电网36需要从±500kV直流输电系统38分别传输1000MW的功率。图9实施例中采用的方案为建设由第一高端换流器1、低端换流器2、第二高端换流器3串联而成的高压换流站4，高压换流站4的交流侧联接交流电网35，在交流电网36所在区域建设±320kV低压换流站37，低压换流站37的直流端口经直流输电线路与高压换流站4的低端换流器2的直流端口间相联接。

图10为现有常规技术实现直流输电系统与交流电网之间互联的方案。其原理为建设±500kV的高压换流站，高压换流站的交流侧分别与交流电网相联接，高压换流站的直流侧经直流输电线路互联在一起，并经直流输电线路联接至±500kV直流系统。

本发明提供的实施例(如图9)相比于现有技术提供的实施例(如图10)的优点在于：

1、图9中，交流电网35与交流电网36通过对应的换流站及±320kV直流输电线路互联，而图10中交流电网35与交流电网36通过对应的换流站及±500kV直流输电线路互联，图9中±320kV直流输电线路的成本、输电走廊占地面积及线路架设难度均低于±500kV直流输电线路。

2、只考虑功率单向地从±500kV直流系统38传输到交流电网35及交流电网36时，本发明提供的实施例所使用的换流器的总容量与现有技术所使用的换流器总容量相等，但本发明提供的实施例的换流站37的额定直流电压为±320kV，低于现有技术的换流站37的额定直流电压，相应地图9的换流站37的成本比图10的换流站37的成本低约1.0亿元人民币。

图11～图13为本发明所述各高端换流器、低端换流器、高压换流站、低压换流站可采用的换流器拓扑结构。图11为公知的采用全控型电力电子器件的电压源型换流器拓扑，图12为公知的采用晶闸管的电网换相换流器拓扑，图13为公知的采用二极管的不控整流器拓扑。

本发明的各发电站经各自的低压换流站及对应的直流输电线路联接至高压换流站的低端换流器联接，完成功率汇集后再经高压换流站送出的可再生能源发电分层直流输送系统相比于常规的各可再生能源发电站经交流输电线路联接至高压换流站的交流侧再经高压换流站送出的集中式送出系统，其优势在于：

(1)本发明采用直流输电线路将各发电站的功率汇集，每回直流输电线路所需的输电导线数为2根，而常规通过交流输电汇集的方案每回输电线路需要3根输电线路，本发明方案相比于常规方案可降低输电线路建造导线使用量、成本、降低建造难度并降低输电损耗。

(2)本发明方案中，各个接入的电站交流侧之间没有互联，任意电站的交流侧发生故障不会波及到其他电站，采用常规通过交流输电汇集的方案时，任意电站交流侧发生故障时将波及到其他电站。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅为本领域的技术人员容易理解的本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种分层直流输电系统，用于实现可再生能源发电就地通过低压换流站联接到高压换流站后经远距离输电输送到负荷中心，其特征在于：该分层直流输电系统由高压换流站、高压换流站的交流链路及一个或多个低压换流站构成，所述高压换流站由高端换流器及低端换流器串联而成，所述高压换流站的高端换流器经直流输电线路与低端换流器对应的直流端口联接，所述低端换流器的直流端口经直流输电线路联接到低压换流站对应的直流端口，低压换流站的交流侧联接至各自所在的交流系统，所述高压换流站的高端换流器、低端换流器经各自的交流链路联接至高压换流站所在地的交流系统；所述高压换流站为单极性换流站，仅由高端换流器和低端换流器串联而成，高端换流器的直流高压端口与低端换流器的直流低压端口经直流输电线路分别与受端换流器的直流高压端口及直流低压端口联接；

记分层直流输电系统向受端高压换流站传输的额定功率为Pdcn，低压换流站所联接的交流系统传输的功率总和为PdcR，高压换流站额定直流电压与低压换流站额定直流电压的比值为k，则设计高压换流站的高端换流器的额定功率为(1-1/k)*Pdcn/2，低端换流器的额定功率为Pdcn/k-PdcR。

2.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述高压换流站的高端换流器采用基于二极管的不控整流换流器拓扑，所述低端换流器采用电压源型换流器拓扑，从而降低高端换流器的成本与损耗，进而降低高压换流站整体的成本与损耗。

3.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述高压换流站的高端换流器采用基于晶闸管的电网换相换流器，所述低端换流器采用电压源型换流器拓扑，从而保持高端换流器的低成本与低损耗特性，并增加高端换流器的控制灵活性。

4.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述高压换流站的高端换流器及低端换流器均采用电压源型换流器拓扑，从而使得高压换流站可以100％地联接风力发电、或光伏发电，无需配套建设火力发电、或水力发电。

5.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述高压换流站的高端换流器及低端换流器采用基于全控型电力电子器件的电压源型换流器或基于晶闸管的电网换相换流器或基于二极管的不控整流换流器。

6.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述低压换流站采用基于全控型电力电子器件的电压源型换流器或基于晶闸管的电网换相换流器或基于二极管的不控整流换流器。

7.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述低压换流站的交流系统为风力发电站、水力发电站、或光伏发电站及其对应的交流并网系统。

8.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述高压换流站的交流系统中包含了水力发电站、火力发电站或交流电网，从而为高压换流站的交流侧提供稳定的交流电压。

9.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述高压换流站的直流端经直流输电线路联接至受端高压换流站，所述受端高压换流站控制受端高压换流站与高压换流站及对应直流输电线路构成的高电压等级直流输电系统的直流电压，所述高压换流站的低端换流器控制低端换流器、低压换流站构成的低压直流输电系统的直流电压。

10.根据权利要求1所述的分层直流输电系统，其特征在于：所述高压换流站的交流链路是交流变压器、交流电抗器或交流线路。