一种并联式三极直流输电电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种并联式三极直流输电电路，用于连接送端交流电网和受端交流电网，包括极1电路、极2电路、极3电路、交流滤波器ACF1、交流滤波器ACF2、无功补偿设备QC1和无功补偿设备QC2，所述的极1电路的输入端连接送端交流电网的正极，输出端连接受端交流电网的正极，所述的极2电路的输入端连接送端交流电网的负极，输出端连接受端交流电网的负极，所述的极3电路的输入端连接送端交流电网的第3极，输出端连接受端交流电网的第3极。与现有技术相比，本实用新型具有增加线路输送容量，充分利用原线路的铁塔，节省投资等优点。
【专利说明】一种并联式三极直流输电电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种直流输电电路，尤其是涉及一种并联式三极直流输电电路。
【背景技术】
[0002] 随着我国西南水电、西北煤电及国外能源基地的进一步深度开发，同时国民经济 的持续发展，对电网性能的要求必然越来越高，一方面要提供足够的电能，一方面要保证电 能质量。提升电网的输送容量和电网的安全稳定运行能力是一项势在必行的工作。将现有 交流输电线路改造成高压直流三极输电系统后，仍然使用原有的输电线路及绝缘设备，系 统的输电容量将大大提高；而在系统安全稳定运行的性能方面，交流输电系统改造为直流 输电系统，系统短路容量降低，且三极直流的灵活运行方式对其某一极发生故障的耐受能 力比较大，且作为直流系统，其快速可控性等优点也将大大提升系统性能。可见，高压直流 三极输电技术不仅提升了系统性能，具有技术优势，同时也节省投资，带来了经济效益。
[0003] 与常规高压直流输电比较，高压直流三极输电最大的差别是拓扑结构发生了很大 变化，因此需要合理设计高压直流三极输电的电路结构、以及控制策略和工作原理，既能够 是原线路输送容量增加，又可充分利用原线路的铁塔，具有经济优势。
[0004] 中国专利201310606681. 1公开了一种采用非正弦交流输电提升城市电网输送能 力的输电系统，所述的系统包括将正弦波转换为交变方波的第一波形转换系统和第三波形 转换系统，将交变方波转换为正弦波的第二波形转换系统和第四波形转换系统，此发明因 采用交流输电而存在低频振荡加剧、故障大范围传递等问题。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有增加 线路输送容量，充分利用原线路的铁塔，节省投资等优点的并联式三极直流输电电路。
[0006] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] -种并联式三极直流输电电路，用于连接送端交流电网和受端交流电网，包括极1 电路、极2电路、极3电路、交流滤波器ACFi、交流滤波器ACF2、无功补偿设备Qa和无功补偿 设备Q C2，所述的极1电路的输入端连接送端交流电网的正极，输出端连接受端交流电网的 正极，所述的极2电路的输入端连接送端交流电网的负极，输出端连接受端交流电网的负 极，所述的极3电路的输入端连接送端交流电网的第3极，输出端连接受端交流电网的第3 极，所述的交流滤波器ACFi和无功补偿设备Q a的一端分别连接送端交流电网的输出端，另 一端分别连接大地，所述的交流滤波器ACF2和无功补偿设备的一端分别连接受端交流 电网的输入端，另一端分别连接大地。
[0008] 所述的极1电路包括换流变压器Tn、换流变压器T12、12脉动换流器2Pll和12脉 动换流器2p12，所述的换流变压器Tn的输入端连接送端交流电网的正极，输出端连接12脉 动换流器2 Pll的阳极，所述的12脉动换流器2Pll的阴极通过极1直流输电线路连接12脉 动换流器2ρ 12的阳极，中性点分别连接大地和极2电路，所述的12脉动换流器2ρ12的阴极 连接换流变压器T12的输入端，中性点连分别接大地和极2电路，所述的换流变压器T12的输 出端连接受端交流电网的正极。
[0009] 所述的极2电路包括换流变压器T21、换流变压器Τ22、12脉动换流器2ρ 21和12脉 动换流器2ρ22，所述的换流变压器T21的输入端连接送端交流电网的负极，输出端连接12脉 动换流器2p21的阳极，所述的12脉动换流器2p21的阴极通过极2直流输电线路连接12脉 动换流器2p 22的阳极，中性点分别连接大地和12脉动换流器2Pll的中性点，所述的12脉 动换流器2p 22的阴极连接换流变压器T22的输入端，中性点分别连接大地和12脉动换流器 2ρ12的中性点，所述的换流变压器Τ 22的输出端连接受端交流电网的负极。
[0010] 所述的极3电路包括换流变压器T31、换流变压器Τ32、12脉动换流器2ρ 31和12脉 动换流器2ρ32，所述的换流变压器T31的输入端连接送端交流电网的第3极，输出端连接12 脉动换流器2p31的阳极，所述的12脉动换流器2p31的阴极通过极3直流输电线路连接12 脉动换流器2p 32的阳极，中性点连接大地，所述的12脉动换流器2p32的阴极连接换流变压 器T32的输入端，中性点连接大地，所述的换流变压器T 32的输出端连接受端交流电网的第3 极。
[0011] 所述的无功补偿设备采用功率因数补偿电容器串联低压电抗器。
[0012] 所述的交流滤波器采用ΗΡ12/24双调谐滤波器或ΗΡ3单调谐滤波器。
[0013] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0014] 1)本实用新型采用了 12脉动换流器除掉了整流器产生的谐波电流。因为整流器 在将交流电转换为直流电的同时，产生了大量的谐波电流注入到电网中，随之而来的就是 谐波电流对电网中的其它负载产生的影响，采用12脉冲换流器可以消除Η5、Η7次谐波。
[0015] 2)本实用新型采用并联式三极直流输电拓扑结构，形成常规双极直流与单极大地 回线直流并联运行模式，增容效果好，运行方式灵活，由于常规双极直流按极配置控制保护 系统，因此常规双极直流与常规单极大地回线直流具有相同的控制策略，即可继续沿用常 规直流控制：整流器定电流控制、逆变器定关断角控制、整流器的最小触发角限制和逆变器 的定电流控制、以及两侧换流站的VDC0L限制，同时线路设备利用率高，投资适中。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为并联式三极直流输电电路图；
[0017] 图2为ΗΡ12/24双调谐滤波器拓扑结构图；
[0018] 图3为ΗΡ3单调谐滤波器拓扑结构图；
[0019] 图4为常规直流输电稳态控制特性示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型 技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保 护范围不限于下述的实施例。
[0021] 如图1所示，一种并联式三极直流输电电路，用于连接送端交流电网和受端交流 电网，包括极1电路、极2电路、极3电路、交流滤波器ACFi、交流滤波器ACF 2、无功补偿设备 QC1和无功补偿设备QC2，极1电路的输入端连接送端交流电网的正极，输出端连接受端交流 电网的正极，极2电路的输入端连接送端交流电网的负极，输出端连接受端交流电网的负 极，极3电路的输入端连接送端交流电网的第3极，输出端连接受端交流电网的第3极，交 流滤波器ACh和无功补偿设备Qa的一端分别连接送端交流电网的输出端，另一端分别连 接大地，交流滤波器ACF 2和无功补偿设备的一端分别连接受端交流电网的输入端，另一 端分别连接大地。
[0022] 极1电路包括换流变压器Tn、换流变压器T12、12脉动换流器2 Pll和12脉动换流 器2p12，换流变压器Tn的输入端连接送端交流电网的正极，输出端连接12脉动换流器2 Pll 的阳极，12脉动换流器2Pll的阴极通过极1直流输电线路连接12脉动换流器2p12的阳极， 中性点分别连接大地和极2电路，12脉动换流器2p 12的阴极连接换流变压器T12的输入端， 中性点连分别接大地和极2电路，换流变压器Τ 12的输出端连接受端交流电网的正极。
[0023] 极2电路包括换流变压器T21、换流变压器Τ22、12脉动换流器2ρ 21和12脉动换流 器2ρ22，换流变压器T21的输入端连接送端交流电网的负极，输出端连接12脉动换流器2ρ 21 的阳极，12脉动换流器2ρ21的阴极通过极2直流输电线路连接12脉动换流器2ρ22的阳极， 中性点分别连接大地和12脉动换流器2 Pll的中性点，12脉动换流器2ρ22的阴极连接换流 变压器Τ22的输入端，中性点分别连接大地和12脉动换流器2ρ 12的中性点，换流变压器Τ22 的输出端连接受端交流电网的负极。
[0024] 极3电路包括换流变压器T31、换流变压器Τ32、12脉动换流器2ρ 31和12脉动换流 器2ρ32，换流变压器T31的输入端连接送端交流电网的第3极，输出端连接12脉动换流器 2p 31的阳极，12脉动换流器2p31的阴极通过极3直流输电线路连接12脉动换流器2p32的阳 极，中性点连接大地，12脉动换流器2p 32的阴极连接换流变压器T32的输入端，中性点连接 大地，换流变压器Τ32的输出端连接受端交流电网的第3极。
[0025] 无功补偿设备采用功率因数补偿电容器串联低压电抗器。
[0026] 交流滤波器采用ΗΡ12/24双调谐滤波器或ΗΡ3单调谐滤波器，如图2、3所示。
[0027] 将交流输电线路改造为并联式三极直流输电后，形成常规双极直流与单极大地回 线直流并联运行模式，因此双极直流和单极直流均按照常规直流的工作模式运行。
[0028] 由于常规双极直流按极配置控制保护系统，因此常规双极直流与常规单极大地回 线直流具有相同的控制策略，均为：整流器定电流控制、逆变器定关断角控制，同时计及整 流器的最小触发角限制和逆变器的定电流控制，以及两侧换流站的VDC0L限制。在此控制 策略调节下，直流输电系统稳态控制特性如图4所示。
[0029] 假设：每根极线的额定直流电流与交流额定电流相等、直流额定电压与交流额定 线电压相等。当不计线路过载能力时，并联式三极直流输电系统的额定直流输送容量为
[0030]
【权利要求】
1. 一种并联式三极直流输电电路，用于连接送端交流电网和受端交流电网，其特征在 于，包括极1电路、极2电路、极3电路、交流滤波器ACFi、交流滤波器ACF 2、无功补偿设备 QC1和无功补偿设备QC2，所述的极1电路的输入端连接送端交流电网的正极，输出端连接受 端交流电网的正极，所述的极2电路的输入端连接送端交流电网的负极，输出端连接受端 交流电网的负极，所述的极3电路的输入端连接送端交流电网的第3极，输出端连接受端交 流电网的第3极，所述的交流滤波器ACFi和无功补偿设备Q a的一端分别连接送端交流电 网的输出端，另一端分别连接大地，所述的交流滤波器ACF2和无功补偿设备的一端分别 连接受端交流电网的输入端，另一端分别连接大地。
2. 根据权利要求1所述的一种并联式三极直流输电电路，其特征在于，所述的极1电路 包括换流变压器Tn、换流变压器T 12、12脉动换流器2Pll和12脉动换流器2p12，所述的换流 变压器T n的输入端连接送端交流电网的正极，输出端连接12脉动换流器2Pll的阳极，所述 的12脉动换流器2 Pll的阴极通过极1直流输电线路连接12脉动换流器2p12的阳极，中性 点分别连接大地和极2电路，所述的12脉动换流器2p 12的阴极连接换流变压器T12的输入 端，中性点连分别接大地和极2电路，所述的换流变压器Τ 12的输出端连接受端交流电网的 正极。
3. 根据权利要求2所述的一种并联式三极直流输电电路，其特征在于，所述的极2电路 包括换流变压器T21、换流变压器Τ 22、12脉动换流器2ρ21和12脉动换流器2ρ22，所述的换流 变压器T 21的输入端连接送端交流电网的负极，输出端连接12脉动换流器2ρ21的阳极，所述 的12脉动换流器2ρ 21的阴极通过极2直流输电线路连接12脉动换流器2ρ22的阳极，中性 点分别连接大地和12脉动换流器2 Pll的中性点，所述的12脉动换流器2ρ22的阴极连接换 流变压器Τ22的输入端，中性点分别连接大地和12脉动换流器2ρ 12的中性点，所述的换流变 压器Τ22的输出端连接受端交流电网的负极。
4. 根据权利要求1所述的一种并联式三极直流输电电路，其特征在于，所述的极3电路 包括换流变压器T31、换流变压器Τ 32、12脉动换流器2ρ31和12脉动换流器2ρ32，所述的换流 变压器T 31的输入端连接送端交流电网的第3极，输出端连接12脉动换流器2ρ31的阳极，所 述的12脉动换流器2ρ 31的阴极通过极3直流输电线路连接12脉动换流器2ρ32的阳极，中 性点连接大地，所述的12脉动换流器2ρ 32的阴极连接换流变压器Τ32的输入端，中性点连接 大地，所述的换流变压器Τ32的输出端连接受端交流电网的第3极。
5. 根据权利要求1所述的一种并联式三极直流输电电路，其特征在于，所述的无功补 偿设备采用功率因数补偿电容器串联低压电抗器。
6. 根据权利要求1所述的一种并联式三极直流输电电路，其特征在于，所述的交流滤 波器采用ΗΡ12/24双调谐滤波器或ΗΡ3单调谐滤波器。
【文档编号】H02J3/01GK203839972SQ201420246192
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】王之浩, 肖嵘, 鲍伟, 周德生, 崔勇, 赵丹丹, 张嘉旻 申请人:国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司