常规三端直流工程直流场接线结构的制作方法

本实用新型涉及常规直流输电工程技术领域，具体涉及一种常规三端直流工程直流场接线结构。

背景技术：

常规高压直流输电以其大容量、远距离、可控性、经济性的输电优势，在电力定向输送与电网跨区互联中发挥了重要作用。但传统两端直流仅能实现点对点的功率传输，无法实现多个区域电网间的互联，对线路走廊的利用率不够充分；同时仅有一个受端站通常无法单独消纳从送端送来的全部电量，容易导致潮流迂回。而另一方面，当前己建成的直流工程基本是两端直流系统，难以适应送端、输电通道以及受端的输电规模的匹配要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种常规三端直流工程直流场接线结构，其既能灵活地匹配多个不同外送容量的送端和多个不同消纳容量的受端，同时又可实现大区域的资源优化配置。

本实用新型采用的技术方案是：一种常规三端直流工程直流场接线结构，其特征在于包括相互并联的第一直流换流站、第二直流换流站和第三直流换流站；第一直流换流站设置有4个极性转换开关，采用桥型接线结构；一组桥臂的2个极性转换开关与第一直流换流站的极1母线电连接，另一组桥臂的2个极性转换开关与第一直流换流站的极2母线电连接；第一直流换流站设置大地回线转换开关和金属回线转换开关；

第二直流换流站设置有4个极性转换开关，采用桥型接线结构；一组桥臂的2个极性转换开关与第二直流换流站的极1母线电连接，另一组桥臂的2个极性转换开关与第二直流换流站的极2母线电连接；第二直流换流站设置大地回线转换开关和金属回线转换开关；

第一直流换流站的极1连接端和极2连接端分别从第一直流换流站的不同组桥臂上的两个极性转换开关之间引出；

第二直流换流站的极1连接端和极2连接端分别从第二直流换流站的不同组桥臂上的两个极性转换开关之间引出；

第二直流换流站内部还设置有6个直流高速开关，分别与第二直流换流站极1和极2母线电连接；与第一直流换流站的极1、极2连接端和第三直流换流站的极1、极2连接端电连接；

第二直流换流站的极1连接端经对应的直流高速开关分别与第一直流换流站和第三直流换流站的极1连接端电连接；

第二直流换流站的极2连接端经对应的直流高速开关分别与第一直流换流站和第三直流换流站的极2连接端电连接。

上述技术方案中，所述第二直流换流站通过直流极线与第一直流换流站和第三直流换流站电连接。

上述技术方案中，第一直流换流站和第二直流换流站的接地极线上装设有金属回线转换开关和大地回线转换开关。

上述技术方案中，第二直流换流站作为第二直流换流站与第三直流换流站之间的送端换流站和第一直流换流站与第二直流换流站之间的受端换流站。

上述技术方案中，第二直流换流站作为第二直流换流站与第三直流换流站之间的受端换流站和第一直流换流站与第二直流换流站之间的送端换流站。

上述技术方案中，第一直流换流站作为第一直流换流站与第二直流换流站之间的送端换流站和第二直流换流站与第一直流换流站之间的受端换流站。

本实用新型具有如下优点：

其一，本实用新型提供的一种常规三端直流工程直流场接线结构，能灵活地匹配多个不同外送容量的送端和多个不同消纳容量的受端，满足多电源供电和多落点受电的要求，可提高整个直流系统利用率。

其二，本实用新型通过配置直流高速开关，能够实现直流系统的第三站在线投退及直流线路故障隔离，可提高整个直流系统的灵活性和可靠性。

其三，本实用新型提供的一种常规三端直流工程直流场接线结构，可优化送受端电网结构，运行方式较为灵活合理，在大区域资源优化配置中有应用前景。

附图说明

图1是本实用新型电路示意图；

其中：三端直流系统的换流站a指第一直流换流站，换流站b指第二直流换流站，换流站c指第三直流换流站；直流极线；1-换流阀；2-极线高压隔离开关；3-直流高速开关(hss)；4-中性线开关；5-中性线隔离开关；6-极性转换开关；7-金属回线隔离开关；8-大地回线转换开关(ertb)；9-中性线临时接地开关；10-金属回线转换开关(mrtb)。

图2是极性转换开关桥型接线结构示意图；

其中方框内q1，q2，q3和q4为极性转换开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1所示，本实用新型提供了一种常规三端直流工程直流场接线结构，其特征在于包括相互并联的第一直流换流站、第二直流换流站和第三直流换流站；第一直流换流站设置有4个极性转换开关，采用桥型接线结构；一组桥臂的2个极性转换开关与第一直流换流站的极1母线电连接，另一组桥臂的2个极性转换开关与第一直流换流站的极2母线电连接；第一直流换流站设置大地回线转换开关和金属回线转换开关；

第二直流换流站设置有4个极性转换开关，采用桥型接线结构；一组桥臂的2个极性转换开关与第二直流换流站的极1母线电连接，另一组桥臂的2个极性转换开关与第二直流换流站的极2母线电连接；第二直流换流站设置大地回线转换开关和金属回线转换开关；

第一直流换流站的正极连接端和负极连接端分别从第一直流换流站的不同组桥臂上的两个极性转换开关之间引出；

第二直流换流站的正极连接端和负极连接段分别从第二直流换流站的不同组桥臂上的两个极性转换开关之间引出；

第二直流换流站内部还设置有6个直流高速开关，分别与第二直流换流站极1和极2母线电连接；与第一直流换流站的极1、极2连接端和第三直流换流站的极1、极2连接端电连接；

第二直流换流站的极1连接端经对应的直流高速开关分别与第一直流换流站和第三直流换流站的极1连接端电连接；

第二直流换流站的极2连接端经对应的直流高速开关分别与第一直流换流站和第三直流换流站的极2连接端电连接

上述技术方案中，所述第二直流换流站通过直流极线与第一直流换流站和第三直流换流站电连接。

上述技术方案中，第一直流换流站和第二直流换流站装设金属回线转换开关和大地回线转换开关，以满足两端直流运行方式及三端直流运行方式下的大地、金属回线运行方式转换。

上述技术方案中，第二直流换流站作为第二直流换流站与第三直流换流站之间的送端换流站和第一直流换流站与第二直流换流站之间的受端换流站。

上述技术方案中，第二直流换流站作为第二直流换流站与第三直流换流站之间的受端换流站和第一直流换流站与第二直流换流站之间的送端换流站。

上述技术方案中，第一直流换流站作为第一直流换流站与第二直流换流站之间的送端换流站和第二直流换流站与第一直流换流站之间的受端换流站。

三端直流系统的直流运行方式包括两大类：三端直流运行方式、两端直流运行方式。具体包括以下12种可能的运行方式：

1)三端直流运行方式：

运行方式1：2送端(换流站a、换流站b)—1受端(换流站c)

运行方式2：1送端(换流站c)—2受端(换流站a、换流站b)

运行方式3：2送端(换流站b、换流站c)—1受端(换流站a)

运行方式4：1送端(换流站a)—2受端(换流站b、换流站c)

运行方式5：2送端(换流站c、换流站a)—1受端(换流站b)

运行方式6：1送端(换流站b)—2受端(换流站c、换流站a)

2)考虑以下六种两端直流运行方式：

运行方式7：送端(换流站a)—受端(换流站c)

运行方式8：送端(换流站b)—受端(换流站c)

运行方式9：送端(换流站a)—受端(换流站b)

运行方式10：送端(换流站c)—受端(换流站b)

运行方式11：送端(换流站b)—受端(换流站a)

运行方式12：送端(换流站c)—受端(换流站a)

由于上述运行方式的需求，三端直流系统直流场主接线的结构，至少需要在三端系统的两个换流站设置金属回线转换开关(mrtb)和大地回线转换开关(ertb)，具体配置如下：

1)在换流站a装设金属回线转换开关和大地回线转换开关，以满足两端直流运行方式及三端直流运行方式下的大地、金属回线运行方式转换。

2)在换流站b装设金属回线转换开关和大地回线转换开关，以满足两端直流运行方式及三端直流运行方式下的大地、金属回线运行方式转换。

根据所述三端直流运行方式，极性转换开关的配置如下：

1)考虑运行方式1：2送端(换流站a、换流站b)—1受端(换流站c)和运行方式4：1送端(换流站a)—2受端(换流站b、换流站c)，换流站b兼做换流站b—换流站c送端换流站和换流站a—换流站b受端换流站功能，在换流站b配置直流极性转换开关。

2)考虑运行方式2：1送端(换流站c)—2受端(换流站a、换流站b)和运行方式3：2送端(换流站b、换流站c)—1受端(换流站a)，换流站b兼做换流站c—换流站b受端换流站和换流站b—换流站a送端换流站功能，在换流站b配置直流极性转换开关。

3)考虑运行方式5：2送端(换流站c、换流站a)—1受端(换流站b)和运行方式6：1送端(换流站b)—2受端(换流站c、换流站a)，换流站a(或换流站c)兼做换流站a(或换流站c)—换流站b送端换流站和换流站b—换流站a(或换流站c)受端换流站功能，在换流站a(或换流站c)配置直流极性转换开关。

极性转换开关配置采用桥型结构。如图2所示，红色方框内q1、q2、q3和q4为极性转换开关。当换流站为送端站，即工作在整流状态，q2和q3关合，q1和q4断开。当换流站为受端站，即工作在逆变状态，q1和q4关合，q2和q3断开。q1、q2、q3和q4开关在断开状态，断口之间承受正、负极线之间电压。

具体实施时，可结合实际三端运行方式需求确定具体在哪个换流站配置极性转换开关。

同时，直流高速开关(hss)应结合三端运行方式需求，考虑第三站在线投退需要及隔离直流线路故障进行配置。

根据所述三端运行方式，站内故障或者需要检修时考虑第三站在线投退功能，直流高速开关配置如下：

1)当考虑运行方式1：2送端(换流站a、换流站b)—1受端(换流站c)和运行方式2：1送端(换流站c)—2受端(换流站a、换流站b)，hss配置在换流站a和换流站b站内。

2)当考虑运行方式3：2送端(换流站b、换流站c)—1受端(换流站a)和运行方式4：1送端(换流站a)—2受端(换流站b、换流站c)，hss配置在换流站b和换流站c站内。

3)当考虑运行方式5：2送端(换流站c、换流站a)—1受端(换流站b)和运行方式6：1送端(换流站b)—2受端(换流站c、换流站a)，hss配置在换流站a和换流站c站内。

根据所述三端运行方式，考虑直流线路故障隔离，直流高速开关配置如下：

1)考虑运行方式3：2送端(换流站b、换流站c)—1受端(换流站a)，运行方式4：1送端(换流站a)—2受端(换流站b、换流站c)，运行方式5：2送端(换流站c、换流站a)—1受端(换流站b)和运行方式6：1送端(换流站b)—2受端(换流站c、换流站a)，换流站a—换流站b直流线路永久故障或检修时，换流站a和换流站b换流站快速移相、直流线路电流降为零后，通过断开hss实现直流线路故障隔离。hss配置在换流站b内的“a-b站极1直流极线””、“a-b站极2直流极线”。

2)考虑运行方式1：2送端(换流站a、换流站b)—1受端(换流站c)，运行方式2：1送端(换流站c)—2受端(换流站a、换流站b)，运行方式5：2送端(换流站c、换流站a)—1受端(换流站b)和运行方式6：1送端(换流站b)—2受端(换流站c、换流站a)，换流站b—换流站c直流线路永久故障或检修时，换流站b和换流站c换流站快速移相、直流线路电流降为零后，通过断开hss实现直流线路故障隔离。hss配置在换流站b内“b-c站极1直流极线””、“b-c站极2直流极线”。

综合以上所述，考虑换流站a在线投退及换流站a—换流站b直流线路永久故障或检修时隔离，在换流站b内“a-b站极1直流极线””、“a-b站极2直流极线”配置hss；考虑换流站c在线投退及换流站b—换流站c直流线路永久故障或检修时隔离，在换流站b内“b-c站极1直流极线”、“b-c站极2直流极线”配置hss；考虑换流站b在线投退，在换流站b极1和极2双极母线上配置hss。hss配置见附图1。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。