CN207967952U - 一种直流输电的接入结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直流输电的接入结构，涉及电力系统输配电技术领域，能够减小交流变电站的规模，降低直流输送时的损耗，减小受端交流电网的局部故障扰动对直流输电系统换流器的影响范围。所述直流输电的接入结构包括：直流输电系统，其逆变侧包括若干换流器，所述若干换流器包括至少一个电压源换流器和至少一个电网换相换流器；受端交流电网，其若干交流变电站；所述若干换流器分成N区分别通过直流输电线路接入N个所述交流变电站，N≥2，且同一区所包含的换流器的类型相同。上述直流输电的接入结构用于特高压直流输电工程中。

Description

一种直流输电的接入结构

技术领域

本实用新型涉及电力系统输配电技术领域，尤其涉及一种直流输电的接入结构。

背景技术

柔性直流输电因其不存在换相失败风险，可实现有功无功快速解耦控制，输出电压电流谐波含量低，可为受端交流系统提供无功支撑等诸多优点，得到了越来越广泛的应用。

目前柔性直流输电的接入结构为：包括柔性直流输电系统和受端交流电网，柔性直流输电系统的各电压源换流器(英文名称：Voltage Source Converter，简称：VSC)统一通过线路接入受端交流电网的单个交流变电站，且直流在输送过程中需要先升压再降压。

然而，上述柔性直流输电的接入结构存在如下缺点：由于大功率直流集中馈入单个交流变电站，造成单个交流变电站的规模较大；大容量功率经降压变压器下网输送时会产生较多损耗；由于多个电压源换流器统一接入单一交流变电站，导致受端交流电网的局部故障扰动对电压源换流器的影响范围较大。

实用新型内容

针对上述现有技术中的问题，本实用新型提供一种直流输电的接入结构，通过将直流输电系统的各换流器分区接入受端交流电网的多个交流换电站，来减小交流变电站的规模，降低直流输送时的损耗，减小受端交流电网的局部故障扰动对直流输电系统换流器的影响范围。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种直流输电的接入结构，所述直流输电的接入结构包括：直流输电系统，所述直流输电系统的逆变侧包括若干换流器，所述若干换流器包括至少一个电压源换流器和至少一个电网换相换流器(英文名称：Line Commutated Converter，简称：LCC)；受端交流电网，所述受端交流电网包括若干交流变电站；所述若干换流器分成N区分别通过直流输电线路接入N个所述交流变电站，N≥2，且同一区所包含的换流器的类型相同。

在本实用新型所提供的直流输电的接入结构中，将直流输电系统的若干换流器分成N区分别接入N个交流变电站，从而避免了大功率直流集中馈入单个交流变电站，有利于减小交流变电站的规模，同时减小了受端交流电网的局部故障扰动对直流输电系统换流器的影响范围；并且由于换流器直接通过直流输电线路接入交流变电站，省去了直流先升压再降压的环节，减少了变压器数量，降低了大容量功率经降压变压器下网输送时的损耗。

并且，由于采用将直流输电系统的若干换流器分成N区分别接入N个交流变电站的接入结构，因此本实用新型的直流输电的接入结构能够为受端交流电网的多个交流换流站站点提供动态无功支撑，有利于故障扰动之后的节点电压恢复，改善受端交流电网的安全稳定性。

此外，本实用新型的直流输电的接入结构中，直流输电系统的逆变侧同时包括电压源换流器和电网换相换流器，这相当于直流输电系统采用柔性直流和常规直流混合的输电结构，因此该直流输电的接入结构一方面可以缓解单纯采用常规直流所存在的换相失败问题，另一方面可以避免单纯采用柔性直流所存在的容量小和造价高问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的直流输电的接入结构的第一种拓扑图；

图2为本实用新型实施例所提供的直流输电的接入结构的第二种拓扑图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供了一种直流输电的接入结构，如图1和图2所示，该直流输电的接入结构包括直流输电系统和受端交流电网。其中，直流输电系统包括整流侧、逆变侧、及连接整流侧和逆变侧的直流输电线路，直流侧包括若干电网换相换流器LCC，逆变侧包括若干换流器，所述若干换流器包括至少一个电压源换流器VSC和至少一个电网换相换流器LCC。受端交流电网包括若干交流变电站、发电厂、线路、负荷等，其中交流变电站的电压等级有500kV、220kV、110kV和35kV等。直流输电系统逆变侧所包括的若干换流器分成N区分别通过直流输电线路接入受端交流电网的N个交流变电站，N≥2，且同一区所包含的换流器的类型相同，也就是说，接入同一交流变电站的换流器为相同类型的换流器，即或者均为电压源换流器VSC，或者均为电网换相换流器LCC。

由上述直流输电的接入结构可知，由于将直流输电系统的若干换流器分成N区分别接入N个交流变电站，从而避免了大功率直流集中馈入单个交流变电站，有利于减小交流变电站的规模，同时减小了受端交流电网的局部故障扰动对直流输电系统换流器的影响范围；并且由于换流器直接通过直流输电线路接入交流变电站，省去了直流先升压再降压的环节，减少了变压器数量，降低了大容量功率经降压变压器下网输送时的损耗，提高了直流整体输电功率。

并且，将直流输电系统的若干换流器分成N区分别接入N个交流变电站，使得直流输电的接入结构能够为受端交流电网的多个站点提供动态无功支撑，有利于故障扰动之后的节点电压恢复，改善受端交流电网的安全稳定性。

此外，上述直流输电的接入结构中，直流输电系统的逆变侧同时包括电压源换流器VSC和电网换相换流器LCC，可见直流输电系统采用了柔性直流和常规直流混合的结构，这种结构一方面可以缓解单纯采用常规直流所存在的换相失败问题，另一方面可以避免单纯采用柔性直流所存在的容量小和造价高问题。

基于上述技术方案，优选的，可将直流输电系统所包括的若干换流器分成N区分别通过220kV直流输电线路直接接入N个220kV交流变电站，无需经过升压再降压。当然也可将若干换流器分区分别通过其它电压等级的直流输电线路接入多个对应电压等级的交流变电站，在此并不具体限定。

每区所包括的换流器的数量可以仅为一个，也可以为多个，每区所包括的换流器的数量可以相同，也可以不同。较为优选的是，N可以等于直流输电系统的逆变侧所包括的换流器的总数量，也就是说，每区仅包括一个换流器，直流输电系统逆变侧的各换流器分别接入不同的交流变电站。

本实施例中，直流输电系统可以为单极结构(如图2所示)，也可以为双极结构(如图1所示)。无论是单极结构，还是双极结构，每一极均包括级联的电压源换流器VSC和电网换相换流器LCC。优选的，每一极所包括的电压源换流器VSC的数量和电网换相换流器LCC的数量相同。

示例性的，本实施例中的直流输电的接入结构，其电压源换流器VSC位于低压段，其正极电压为0～400kV，其负极电压为-400～0kV；电网换相换流器LCC位于高压段，其正极电压为400～800kV，其负极电压为-400～-800kV。

需要指出的是，本实施例所提供的直流输电的接入结构尤其适用于特高压直流输电。示例性的，本实施例中直流输电的接入结构的直流输电系统的规模可为±800kV/5000MW，即直流电压范围为-800kV～+800kV，直流输送功率为5000MW。

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，可轻易想到的变化或替换，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。

Claims (6)

1.一种直流输电的接入结构，其特征在于，所述直流输电的接入结构包括：

直流输电系统，所述直流输电系统的逆变侧包括若干换流器，所述若干换流器包括至少一个电压源换流器和至少一个电网换相换流器；

受端交流电网，所述受端交流电网包括若干交流变电站；

所述若干换流器分成N区分别通过直流输电线路接入N个所述交流变电站，N≥2，且同一区所包含的换流器的类型相同。

2.根据权利要求1所述的直流输电的接入结构，其特征在于，所述若干换流器分成N区分别通过220kV直流输电线路接入N个220kV交流变电站。

3.根据权利要求1所述的直流输电的接入结构，其特征在于，N等于所述直流输电系统的逆变侧所包括的换流器的总数量。

4.根据权利要求1所述的直流输电的接入结构，其特征在于，所述直流输电系统为单极结构或双极结构，每一极均包括级联的电压源换流器和电网换相换流器。

5.根据权利要求4所述的直流输电的接入结构，其特征在于，所述电压源换流器位于低压段，其正极电压为0～400kV，其负极电压为-400～0kV；

所述电网换相换流器位于高压段，其正极电压为400～800kV，其负极电压为-400～-800kV。

6.根据权利要求1～5任一项所述的直流输电的接入结构，其特征在于，所述直流输电系统的规模为±800kV/5000MW。