一种混合直流输电系统及其功率反送方法与流程

本发明涉及输电系统，尤其是涉及一种混合直流输电系统及其功率反送方法。

背景技术：

1、近年来，随着沙戈荒地区新能源的开发，新能源消纳问题日益突出，对于电网较弱的地区，基于电压源换流器的柔性直流换流站不依赖于交流电网，运行过程不易出现系统过电压等问题，更适合于新能源机组的并网。另外随着直流工程越来多，部门东部经济发达地区出现了同一区域多回直流落点的现象，为了避免统一故障引起多回直流功率波动，在首端电网采用基于电压源换流器的柔性直流换流站可以极大提高多直流馈入系统可靠性和安全性。于是出现了送端为常规直流(lcc)换流站，受端为柔性直流(vsc)换流站或送端为柔性直流换流站，受端为常规直流换流站混合直流输电系统。

2、而传统的混合直流输电系统的结构，存在以下问题：lcc系统采用晶闸管换流阀电压可以反向电流不能反向，vsc系统采用半桥和全、半桥混合的igbt器件，电流可以反向而电压不能反向，导致整个混合直流系统的不具备功率返送的功能，降低了系统的灵活性和可靠性。

3、由此可见，如何对混合直流输电系统的结构进行改进以实现功率反转，已经成为本领域技术人员所要亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种混合直流输电系统及其功率反送方法，以解决如何对混合直流输电系统的结构进行改进从而使得系统实现功率反转。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种混合直流输电系统，所述系统包括：

3、整流换流站、双极直流线路和逆变换流站；所述双极直流线路的一侧与所述整流换流站相连，另一侧与所述逆变换流站相连；

4、所述整流换流站包括第一双极换流器，每级换流器包含第一换流变压器和第一换流阀组，所述第一换流阀组的首尾两端分别配置有开关；所述开关包括隔离开关和旁路开关；

5、所述逆变换流站包括第二双极换流器，每级换流器包含第二换流变压器和第二换流阀组，所述第二换流阀组的首尾两端分别配置有所述开关；

6、所述第一双极换流器和所述第二双极换流器被配置为实现不同的接入方式，所述开关被配置为在不同的接入方式下通过自身的分合实现混合直流输电系统运行时的功率反送。

7、进一步地，所述第一双极换流器和所述第二双极换流器被配置为实现不同的接入方式，具体为：

8、通过控制所述第一双极换流器转换为电网换相换流器或电压源换流器，并通过控制所述第二双极换流器转换为电压源换流器或电网换相换流器，以实现不同的接入方式。

9、进一步地，所述第一双极换流器和所述第二双极换流器若采用所述电网换相换流器，则电路特征为六脉动式、十二脉动式或双十二脉动式。

10、进一步地，所述整流换流站和逆变换流站均还包括陆上换流站或海上换流站。

11、进一步地，所述第一双极换流器和所述第二双极换流器均可采用基于集成门极换流晶闸管的换流器、基于绝缘栅双极型晶体管的换流器、多源换相换流器或可控换相换流器。

12、进一步地，所述双极直流线路采用架空线路、陆地电缆线路或海底电缆线路。

13、进一步地，所述第一双极换流器和所述第二双极换流器若采用所述电网换相换流器，则还包括对应连接的直流滤波器、交流滤波器和无功补偿装置。

14、进一步地，所述开关还被配置为在不同的接入方式下通过自身的分合实现混合直流输电系统运行时的同极高低端换流阀组之间的背靠背运行。

15、进一步地，所述第一换流阀组和所述第二换流阀组首尾两端还可被配置为直流转换开关。

16、本发明另一实施例还提供了一种混合直流输电系统的功率反送方法，应用于上述的混合直流输电系统，包括：

17、对所述混合直流输电系统的双极换流阀组正极处的若干开关进行开启/关闭控制，并设置所述正极处的高换流阀组的上下桥臂处的电压为第一目标电压，所述正极处的低换流阀组的上下桥臂处的电压为第二目标电压；

18、对所述混合直流输电系统的双极换流阀组负极处的若干开关进行开启/关闭控制，并设置所述负极处的高换流阀组的上下桥臂处的电压为第三目标电压，所述负极处的低换流阀组的上下桥臂处的电压为第四目标电压。

19、相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于以下所述中的至少一点：

20、(1)通过在混合直流输电系统换流器的旁路开关附近额外配置隔离开关，以实现换流器的电压极性反转，使得整个混合直流输电系统具备了功率反送的功能，提高了系统运行的灵活性。

21、(2)通过在换流阀组的首尾两端分别配置隔离开关和旁路开关，能够实现单极高低端阀组之间背靠背运行，使得在系统进行调试期间既能进行单极高低端阀组之间的调试，也可以实现受端高低端阀组接入的交流系统间的功率互济。

技术特征：

1.一种混合直流输电系统，其特征在于，所述系统包括：整流换流站、双极直流线路和逆变换流站；所述双极直流线路的一侧与所述整流换流站相连，另一侧与所述逆变换流站相连；

2.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于，所述第一双极换流器和所述第二双极换流器被配置为实现不同的接入方式，具体为：

3.如权利要求2所述的混合直流输电系统，其特征在于，所述第一双极换流器和所述第二双极换流器若采用所述电网换相换流器，则电路特征为六脉动式、十二脉动式或双十二脉动式。

4.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于，所述整流换流站和逆变换流站均还包括陆上换流站或海上换流站。

5.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于，所述第一双极换流器和所述第二双极换流器均可采用基于集成门极换流晶闸管的换流器、基于绝缘栅双极型晶体管的换流器、多源换相换流器或可控换相换流器。

6.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于，所述双极直流线路采用架空线路、陆地电缆线路或海底电缆线路。

7.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于，所述第一双极换流器和所述第二双极换流器若采用所述电网换相换流器，则还包括对应连接的直流滤波器、交流滤波器和无功补偿装置。

8.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于，所述开关还被配置为在不同的接入方式下通过自身的分合实现混合直流输电系统运行时的同极高低端换流阀组之间的背靠背运行。

9.如权利要求1所述的混合直流输电系统，其特征在于，所述第一换流阀组和所述第二换流阀组首尾两端还可被配置为直流转换开关。

10.一种混合直流输电系统的功率反送方法，应用于权利要求1～9所述的混合直流输电系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种混合直流输电系统及其功率反送方法，其中系统包括整流换流站、双极直流线路和逆变换流站；双极直流线路的一侧与整流换流站相连，另一侧与逆变换流站相连；整流换流站包括第一双极换流器，每级换流器包含第一换流变压器和第一换流阀组，第一换流阀组的首尾两端分别配置有开关；开关包括隔离开关和旁路开关；逆变换流站包括第二双极换流器，每级换流器包含第二换流变压器和第二换流阀组，第二换流阀组的首尾两端分别配置有开关；第一双极换流器和第二双极换流器被配置为实现不同的接入方式，开关被配置为在不同的接入方式下通过自身的分合，以实现混合直流输电系统运行时的功率反送，从而提高了系统运行的灵活性和可靠性。

技术研发人员：李明,张全,杜商安,申笑林,吴方劼,季一鸣,王奥,王宇,晁阳,黄睿,梁晨光,孟肖戈,孙修羽,李厚基
受保护的技术使用者：国网经济技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/13