实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多端并联特高压直流输电系统的主回路结构,用于解决多端并联特高压直流输电系统的主回路结构的技术难题。
为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种多端并联特高压直流输电系统的主回路结构,包括多个换流站,多个所述换流站通过汇流母线相互连接,所述换流站包括通过高低压阀组连线连接的高压阀组和低压阀组,所述高压阀组还与所述换流站内高压直流母线连接,所述低压阀组还与所述换流站内换流器中性线连接;所述换流站内与所述高压阀组并联设置有高压阀组旁路开关,所述换流站内与所述低压阀组并联设置有低压阀组旁路开关;所述换流站通过对应的直流线路与所述汇流母线连接,所述直流线路上靠近所述汇流母线的一侧和/或所述直流线路上靠近所述换流站的一侧设置有快速开关;或者,所述换流站通过该换流站的高压直流极线与所述汇流母线连接,所述高压直流极线上设置有快速开关。
在本实用新型提供的多端特高压直流输电系统的主回路结构中,换流站通过对应的直流线路与汇流母线连接时,在直流线路上靠近汇流母线的一侧和/或直流线路上靠近换流站的一侧设置有快速开关,换流站通过该换流站的高压直流极线与汇流母线连接时,高压直流极线上设置有快速开关,因此,快速开关可以在多端特高压直流输电系统的主回路结构中的一个换流站或一条直流线路发生故障时进行关断,以将故障隔离,从而可以提高多端特高压直流输电系统的运行可靠性。
另外,在本实用新型提供的多端特高压直流输电系统的主回路结构中,每个换流站内,与高压阀组并联设置有高压阀组旁路开关,与低压阀组并联设置有低压阀组旁路开关。因此,当确定高压阀组出现故障后,可以对高压阀组旁路开关进行相应地操作,以将出现故障的高压阀组进行隔离;当确定低压阀组出现故障后,可以对低压阀组旁路开关进行相应地操作,以将出现故障的低压阀组进行隔离。
本实用新型的目的还在于提供一种多端并联特高压直流输电系统的测点配置结构,用于解决多端并联特高压直流输电系统的测点配置的技术难题。
为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种基于如上述技术方案所述的多端特高压直流输电系统的主回路结构的多端特高压直流输电系统的测点配置结构,所述多端特高压直流输电系统的测点配置结构包括:位于所述高低压阀组连线上的高低压阀组连线电流测点、位于所述高压直流母线上的高压直流母线电流测点、以及位于所述换流器中性线上的换流器中性线电流测点。
优选地,所述换流站通过对应的直流线路与汇流母线连接,所述多端特高压直流输电系统的测点配置结构还包括:位于所述直流线路上靠近所述汇流母线一侧的直流线路汇流侧电流测点、以及位于所述直流线路上靠近所述换流站一侧的直流线路换流站侧电流测点。
优选地,所述换流站通过对应的所述直流线路与所述汇流母线连接,且所述直流线路上靠近所述汇流母线的一侧设置有快速开关时,所述直流线路汇流侧电流测点位于设置在所述直流线路上靠近所述汇流母线的一侧的快速开关远离所述汇流母线的一侧;所述多端特高压直流输电系统的测点配置结构还包括:位于所述汇流母线上的汇流母线电压测点、位于所述直流线路上靠近所述汇流母线一侧的直流线路汇流侧电压测点、以及位于所述直流线路上靠近所述换流站一侧的直流线路换流站侧电压测点,所述直流线路汇流侧电压测点位于设置在所述直流线路上靠近所述汇流母线的一侧的快速开关远离所述汇流母线的一侧。
优选地,所述换流站通过对应的所述直流线路与所述汇流母线连接,且所述直流线路上靠近所述换流站的一侧设置有快速开关时,所述直流线路换流站侧电流测点位于设置在所述直流线路上靠近所述换流站的一侧的快速开关远离所述换流站的一侧,所述直流线路换流站侧电压测点位于设置在所述直流线路上靠近所述换流站的一侧的快速开关远离所述换流站的一侧。
优选地,所述换流站通过该换流站的高压直流极线与所述汇流母线连接,且所述高压直流极线上设置有快速开关时,所述多端特高压直流输电系统的测点配置结构还包括:位于设置在所述高压直流极线上的快速开关靠近所述汇流母线一侧的高压直流极线电流测点、及位于设置在所述高压直流极线上的快速开关靠近所述换流站一侧的高压直流极线电压测点。
优选地,所述多端特高压直流输电系统的测点配置结构还包括:位于所述高压阀组旁路开关一侧的高压阀组旁路开关电流测点、以及位于所述低压阀组旁路开关一侧的低压阀组旁路开关电流测点。
当利用本实用新型提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构监测多端特高压直流输电系统的运行状态时,通过监测高低压阀组连线电流测点的电流、高压直流母线电流测点的电流、以及换流器中性线电流测点的电流,并将监测得到的各测点的电流进行作差运算,即可判断高压阀组和低压阀组是否满足多端特高压直流输电系统安全稳定运行的条件,并确定高压阀组是否出现故障以及低压阀组是否出现故障,从而实现换流站内高压阀组或低压阀组的故障的定位,从而方便对多端特高压直流输电系统的故障进行有效处理。
当利用本实用新型提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构监测多端特高压直流输电系统的运行状态时,对多端特高压直流输电系统的测点配置结构中的直流线路汇流侧电流测点的电流和直流线路换流站侧电流测点电流进行监测,并将监测到的电流进行作差运算,可满足对各条直流线路以及汇流母线的故障检测及定位的需求。
当利用本实用新型提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构监测多端特高压直流输电系统的运行状态时,通过对快速开关两侧的电压测点的电压进行监测,即对汇流母线电压测点的电压、直流线路汇流侧电压测点的电压、直流线路换流站侧电压测点的电压进行监测,即可判断快速开关两侧电压是否一致,保证快速开关在故障或大电流情况下不闭合,防止造成设备损坏。
具体实施方式
为了进一步说明本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的主回路结构及测点配置结构,下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1,本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的主回路结构包括多个换流站,多个换流站通过汇流母线70相互连接,换流站包括通过高低压阀组连线连接的高压阀组和低压阀组,高压阀组还与换流站内高压直流母线连接,低压阀组还与换流站内换流器中性线连接;换流站内与高压阀组并联设置有高压阀组旁路开关,换流站内与低压阀组并联设置有低压阀组旁路开关;换流站通过对应的直流线路与汇流母线连接,直流线路上靠近汇流母线70的一侧和/或直流线路上靠近换流站的一侧设置有快速开关;或者,换流站通过该换流站的高压直流极线与汇流母线连接,高压直流极线上设置有快速开关。
举例来说,请继续参阅图1,以多端特高压直流输电系统的主回路结构包括三个换流站为例进行说明,三个换流站分别为换流站A、换流站B和换流站C,三个换流站并联设置,换流站A为整流侧换流站,换流站B和换流站 C均为逆变侧换流站,换流站A、换流站B和换流站C的内部结构均相同,下面以换流站A为例进行说明,请继续参阅图1,换流站A具有对称的极1 和极2,极1的换流器中性线和极2的换流器中性线通过中性母线连接,极1 和极2的内部结构均相同,以极1为例进行说明,换流站A中极1包括高压阀组10和低压阀组20,高压阀组10通过高压组变压器30与交流母线连接,低压阀组20通过低压组变压器40与交流母线连接,高压阀组10与低压阀组 20通过高低压阀组连线连接,高压阀组10还与换流站A内高压直流母线连接,低压阀组20还与换流站A内换流器中性线连接,换流站A内与高压阀组10可以并联设置高压阀组旁路开关50,换流站A内与低压阀组20可以并联设置有低压阀组旁路开关60。换流站A通过对应的直流线路即站A直流线路A10与汇流母线70连接,由于换流站A为图1中多端特高压直流输电系统的主回路结构中唯一的功率输送端,如果换流站A或站A直流线路A10发生故障,则整个系统均需要停运,为简便设置,可以不在站A直流线路A10 靠近汇流母线70的一侧设置快速开关,只在站A直流线路A10靠近换流站A 的一侧设置快速开关KA;换流站C通过对应的直流线路即站C直流线路C10 与汇流母线70连接,站C直流线路C10靠近汇流母线的一侧设置有快速开关 KC1,站C直流线路C10靠近换流站C的一侧设置有快速开关KC2;换流站 B通过该换流站B的高压直流极线与汇流母线70连接,换流站B的高压直流极线上设置有快速开关KB。
当图1中所示出的多端特高压直流输电系统的主回路结构中的一个换流站或一条直流线路发生故障时,则可以将相应的快速开关关断,以将故障隔离,例如,请参阅图3,当站C直流线路C10发生故障时,则可以断开快速开关KC1和快速开关KC2,换流站C停运,将故障隔离,换流站A和换流站B继续运行。
请参阅图2,当判断得知换流站A内极1中高压阀组10出现故障时,则闭合多端特高压直流输电系统中所有换流站内极1中高压阀组旁路开关50,多端特高压直流输电系统中极1进入降压运行模式,减小了故障停运范围,增强了运行灵活性。
在本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的主回路结构中,换流站通过对应的直流线路与汇流母线70连接时,在直流线路上靠近汇流母线70的一侧和/或直流线路上靠近换流站的一侧设置有快速开关,换流站通过该换流站的高压直流极线与汇流母线70连接时,高压直流极线上设置有快速开关,因此,快速开关可以在多端特高压直流输电系统的主回路结构中的一个换流站或一条直流线路发生故障时进行关断,以将故障隔离,从而可以提高多端特高压直流输电系统的运行可靠性。
另外,在本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的主回路结构中,每个换流站内,与高压阀组10并联设置有高压阀组旁路开关50,与低压阀组20并联设置有低压阀组旁路开关60。因此,当确定高压阀组10出现故障后,可以对高压阀组旁路开关50进行相应地操作,以将出现故障的高压阀组进行隔离;当确定低压阀组20出现故障后,可以对低压阀组旁路开关60 进行相应地操作,以将出现故障的低压阀组进行隔离。
请参阅图1,本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构,基于如上述实施例提供的多端特高压直流输电系统的主回路结构,本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构包括:位于高低压阀组连线上的高低压阀组连线电流测点IdM、位于高压直流母线上的高压直流母线电流测点IdH、以及位于换流器中性线上的换流器中性线电流测点IdN。
当利用本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构监测多端特高压直流输电系统的运行状态时,以图1中换流站A为例进行说明,监测换流站A内极1中高低压阀组连线电流测点IdM的电流、高压直流母线电流测点IdH的电流、以及换流器中性线电流测点IdN的电流,将换流站A内极1中高压直流母线电流测点IdH的电流与高压直流母线电流测点 IdH的电流进行作差,以判断换流站A内极1是否安全稳定运行,将换流站A内极1中高低压阀组连线电流测点IdM的电流与高压直流母线电流测点IdH 的电流进行作差,以判断换流站A内极1中高压阀组10是否安全稳定运行,将换流站A内极1中高低压阀组连线电流测点IdM的电流与流器中性线电流测点IdN的电流进行作差,以判断换流站A内极1中低压阀组20是否安全稳定运行。
由上述可知,当利用本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构监测多端特高压直流输电系统的运行状态时,通过监测高低压阀组连线电流测点IdM的电流、高压直流母线电流测点IdH的电流、以及换流器中性线电流测点IdN的电流,并将高压直流母线电流测点IdH的电流、以及换流器中性线电流测点IdN的电流作差,将高低压阀组连线电流测点IdM 的电流与高压直流母线电流测点IdH的电流作差,将高低压阀组连线电流测点IdM的电流与换流器中性线电流测点IdN的电流作差,即可判断高压阀组 10和低压阀组20是否满足多端特高压直流输电系统安全稳定运行的条件,并确定高压阀组10是否出现故障以及低压阀组20是否出现故障,从而实现换流站内高压阀组10或低压阀组20的故障的定位,从而方便对多端特高压直流输电系统的故障进行有效处理。
请继续参阅图1,换流站通过对应的直流线路与汇流母线70连接,本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构还可以包括:位于直流线路上靠近汇流母线70一侧的直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1、以及位于直流线路上靠近换流站一侧的直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2。
举例来说,请继续参阅图1,换流站A通过对应的直流线路即站A直流线路A10与汇流母线70连接,站A直流线路A10上设置有直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1和直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2,站A直流线路A10 上的直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1位于站A直流线路A10靠近汇流母线 70的一侧,站A直流线路A10上的直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2位于站A直流线路A10靠近换流站A的一侧,通过监测站A直流线路A10上的直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1的电流和直流线路换流站侧电流测点 IdL_Z2的电流,可以确定站A直流线路A10是否有故障,以方便对站A直流线路A10的故障进行有效处理。
请继续参阅图1,换流站C通过对应的直流线路即站C直流线路C10与汇流母线70连接,站C直流线路C10上设置有直流线路汇流侧电流测点 IdL_Z1和直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2,站C直流线路C10上的直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1位于站C直流线路C10靠近汇流母线70的一侧,站C直流线路C10上的直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2位于站C直流线路C10靠近换流站C的一侧,通过监测站C直流线路C10上的直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1的电流和直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2的电流,可以确定站C直流线路C10是否有故障,以方便对站C直流线路C10的故障进行有效处理。
由上述可知,在本实用新型实施例中,换流站通过对应的直流线路与汇流母线70连接时,在换流站对应的直流线路上设置直流线路汇流侧电流测点 IdL_Z1和直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2,通过监测直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1的电流和直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2的电流,可以判断对应的直流线路是否有故障,方便对有故障的直流线路进行有效处理,与现有技术中当多端特高压直流输电系统中存在直流线路故障时使整个多端特高压直流输电系统进行停运处理相比,减小了故障停运范围,增强了多端特高压直流输电系统的运行灵活性。
请继续参阅图1,当直流线路上靠近汇流母线70的一侧设置快速开关时,本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构中,直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1可以位于设置在直流线路上靠近汇流母线70的一侧的快速开关远离汇流母线70的一侧;本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构还可以包括:位于汇流母线70上的汇流母线电压测点UdL_BUS、位于直流线路上靠近汇流母线70一侧的直流线路汇流侧电压测点UdL_Z1、以及位于直流线路上靠近换流站一侧的直流线路换流站侧电压测点UdL_Z2,直流线路汇流侧电压测点UdL_Z1位于设置在直流线路上靠近汇流母线70的一侧的快速开关靠近换流站的一侧。
举例来说,请继续参阅图1,换流站C通过对应的站C直流线路C10与汇流母线70连接,站C直流线路C10上靠近汇流母线70的一侧设置有快速开关KC1,本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构包括直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1、直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2、汇流母线电压测点UdL_BUS、直流线路汇流侧电压测点UdL_Z1和直流线路换流站侧电压测点UdL_Z2,直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1位于快速开关 KC1远离汇流母线70的一侧,直流线路汇流侧电压测点UdL_Z1位于快速开关KC1靠近换流站C的一侧。监测直流线路汇流侧电流测点IdL_Z1的电流和直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2的电流,将直流线路汇流侧电流测点 IdL_Z1的电流和直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2的电流,以判断站C直流线路C10是否存在故障,当判断得知站C直流线路C10存在故障时,请参阅图3,则可以断开快速开关KC1和快速开关KC2,换流站C停运,换流站 A和换流站B继续运行,从而减小了故障停运范围,提升了故障恢复能力;监测汇流母线电压测点UdL_BUS的电压、直流线路汇流侧电压测点UdL_Z1 的电压和直流线路换流站侧电压测点UdL_Z2的电压,并将汇流母线电压测点UdL_BUS的电压、直流线路汇流侧电压测点UdL_Z1的电压和直流线路换流站侧电压测点UdL_Z2的电压相互作差,可以判断快速开关KC1是否出现偷跳故障,以便对快速开关KC1出现偷跳故障时进行有效处理。
请继续参阅图1,当直流线路上靠近换流站的一侧设置有快速开关时,直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2可以位于设置在直流线路上靠近换流站的一侧的快速开关靠近汇流母线70的一侧,直流线路换流站侧电压测点UdL_Z2 可以位于设置在直流线路上靠近换流站的一侧的快速开关靠近汇流母线70的一侧。例如,请继续参阅图1,换流站A的站A直流线路A10上靠近换流站 A的一侧设置有快速开关KA,站A直流线路A10上的直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2位于快速开关KA靠近汇流母线70的一侧,站A直流线路A10 上的直流线路换流站侧电压测点UdL_Z2位于快速开关KA远离换流站A的一侧;换流站C的站C直流线路C10上靠近换流站C的一侧设置有快速开关 KC2,站C直流线路C10上的直流线路换流站侧电流测点IdL_Z2位于快速开关KC2靠近汇流母线70的一侧,站C直流线路C10上的直流线路换流站侧电压测点UdL_Z2位于快速开关KC2远离换流站C的一侧。
请继续参阅图1,换流站通过该换流站的高压直流极线与汇流母线70连接,且高压直流极线上设置有快速开关时,所述多端特高压直流输电系统的测点配置结构还包括:位于设置在高压直流极线上的快速开关靠近汇流母线一侧的直流线路换流站侧电流测点、及位于设置在高压直流极线上的快速开关靠近换流站一侧的直流线路换流站侧电压测点。举例来说,请继续参阅图1,换流站B通过换流站B的高压直流极线与汇流母线70连接,换流站B的高压直流极线上设置有快速开关KB,由于换流站B通过换流站B的高压直流极线与汇流母线70连接,线路较短,可以只在换流站B的高压直流极线上设置一个电流测点和一个电压测点,该电流测点为高压直流极线电流测点IdL,高压直流极线电流测点IdL位于快速开关KB远离换流站B的一侧,该电压测点为高压直流极线电压测点UdL,高压直流极线电压测点UdL位于快速开关KB靠近换流站B的一侧,通过监测高压直流极线电流测点IdL的电流、高压直流极线电压测点UdL的电压,可以确定换流站B的高压直流极线是否有故障,以方便对换流站B对应的直流线路的故障进行有效处理;同时,汇流母线70上还可以设置汇流母线电压测点UdL_BUS,通过监测汇流母线电压测点UdL_BUS的电压、高压直流极线电压测点UdL的电压,可以判断快速开关KB是否出现偷跳故障,以便对快速开关KB出现偷跳故障时进行有效处理。
请继续参阅图1,换流站内与高压阀组可以并联设置高压阀组旁路开关 50,换流站内与低压阀组可以并联设置有低压阀组旁路开关60,本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构还可以包括位于高压阀组旁路开关50一侧的高压阀组旁路开关电流测点IdBP_H、以及位于低压阀组旁路开关60一侧的低压阀组旁路开关电流测点IdBP_L,通过监测高低压阀组连线电流测点IdM的电流、高压阀组旁路开关电流测点IdBP_H的电流以及高压直流母线电流测点IdH的电流,可以监测高压阀组旁路开关50是否存在偷跳故障或者常闭故障,通过监测高低压阀组连线电流测点IdM的电流、低压阀组旁路开关电流测点IdBP_L的电流以及换流器中性线电流测点 IdN的电流,可以监测低压阀组旁路开关60是否存在偷跳故障或者常闭故障。
请继续参阅图1,高压阀组与换流站内对应的高压阀组换流变压器连接,高压阀组换流变压器的中性点与交流母线连接,低压阀组与换流站内对应的低压阀组换流变压器连接,低压阀组换流变压器的中性点与交流母线连接;本实用新型实施例提供的多端特高压直流输电系统的测点配置结构还包括:
位于换流站内中性母线上的中性母线电流测点IdE,位于中性母线上的中性母线电压测点UdN,位于高低压阀组连线上的高低压阀组连线电压测点 UdM;位于高压阀组换流变压器的中性点与交流母线之间的高压阀组换流变网侧电压测点Uac_H,位于高压阀组换流变压器内的高压阀组换流变星接阀侧电流测点IacY_H、高压阀组换流变角接阀侧电流测点IacD_H、高压阀组换流变星接中性点电流测点IdNY_H、高压阀组换流变角接中性点电流测点 IdND_H、高压阀组换流变星接阀侧电压测点UacY_H、高压阀组换流变角接阀侧电压测点UacD_H;位于低压阀组换流变压器的中性点与所述交流母线之间的低压阀组换流变网侧电压测点Uac_L,位于低压阀组换流变压器内的低压阀组换流变星接阀侧电流测点IacY_L、低压阀组换流变角接阀侧电流测点 IacD_L、低压阀组换流变星接中性点电流测点IdNY_L、低压阀组换流变角接中性点电流测点IdND_L、低压阀组换流变星接阀侧电压测点UacY_L、低压阀组换流变角接阀侧电压测点UacD_L。通过对上述各测点的监测,实现对多端特高压直流输电系统的运行状态进行监测,改善多端特高压直流输电系统的运行稳定性和安全性。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。