[发明专利]一种多端高压直流输电系统

说明书

技术领域

本发明属于直流输电领域，具体涉及一种多端高压直流输电系统。

背景技术

传统直流输电的换流器采用由晶闸管构成、基于电网换相的换流器(LCC)，由LCC构成的多端直流输电系统能实现多电源供电和多落点受电，但由于该技术需要所连接的交流系统提供相对稳定的换相电压，与两端LCC直流系统一样，只适用于具有一定短路比的电力系统，不能向弱交流系统和无源负荷中心供电。

随着电力电子技术的高速发展，基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)的研究日趋成熟，并投入商业运行。与传统基于LCC的直流输电比较，VSC-HVDC可以工作在无源逆变状态，向弱交流系统和无源系统供电，实现有功功率和无功功率的传输，提高交流系统稳定性，输出电压波形好、功率因数高、谐波小。但VSC电压等级和额定电流受制于IGBT器件的发展，目前仍无法满足超高压大容量长距离输电需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种由LCC与VSC构成的串并联混合型多端高压直流输电系统，其中存在LCC与VSC串联支路，而该串联支路与其余LCC端为并联关系，从而对VSC实现了均压和分流，满足VSC电压和电流限制条件。本系统能综合LCC高压大容量远距离输电的优势及VSC向弱系统及无源系统供电的优势，为多端直流输电系统提供了一种崭新的思路。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种多端高压直流输电系统，所述系统包括特高压整流站和特高压逆变站，其特征在于，所述系统为用于高压大容量远距离输电和向弱交流系统或无源系统负荷中心供电的电网换相换流器LCC与电压源换流器VSC构成的六端串并联混合型单极直流输电系统。

优选的，所述电网换相的换流器LCC—Line Commutation Converter，即为基于晶闸管的换流器；VSC—Voltage Source Converter，即为基于IGBT全控可关断器件的换流器。

优选的，所述系统包括同LCC与VSC串联支路并联的其余LCC端。

优选的，所述系统包括两组十二脉动换流器串联的两个特高压整流站和两个特高压逆变站。

优选的，所述系统中的一个超高压逆变站和VSC逆变站串联后，与其余特高压逆变站并联，用于为VSC换流站分压和均流。

优选的，特高压换流站用于高压大容量远距离输电。

优选的，所述VSC逆变站用于向弱交流系统或无源系统负荷中心供电。

优选的，所述特高压整流站与两个特高压逆变站之一均采用定直流电流控制。

优选的，所述另一个特高压逆变站采用定熄弧角控制，作为电压控制站。

优选的，所述串联支路中的超高压逆变站采用定直流电流控制，用于控制和调整流经该逆变站和VSC站的直流电流。

优选的，所述VSC逆变站采用定直流电压和定交流电压控制。

优选的，通过改变调制波的调制系数控制交流电压；通过改变调制波的相位控制直流电压。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

本发明提出了一种直流输电系统，通过LCC-VSC串联支路整体并联接入到LCC并联多端系统的形式，完成了对VSC换流站的均压和分流，在实现高压大容量远距离送电的同时，VSC换流站又能向弱系统或无源系统送电，从而能将两种换流器的优势综合利用，为未来多端直流输电系统的发展提供了一个崭新的思路。

两个特高压整流站具有很大的输送容量，能将邻近的大型能源基地的电能集中起来送往远方负荷中心；逆变站1和逆变站2同样作为特高压换流站，既能给电力需求高的大型工业中心、人口密集城市供电，而VSC换流站的接入，又能实现向弱交流系统或者孤岛等无源系统送电。

本发明提出的一种高压直流输电系统可以应用的场合包括：

（1）从能源基地输送电力到远方的几个负荷中心；

（2）在大城市和工业中心，由于架空线路走廊不能解决而必须使用电缆，或短路容量受到限制不宜采用交流供电时，利用直流输电向这些地方的若干个换流站供电；

（3）直流输电线路中间分别接入负荷或电源；

（4）利用直流线路实现几个孤立交流系统的非同期联络；

（5）连接分布式发电系统等。

附图说明

图1为本发明提供的六端串并联混合型单极直流输电系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

实施例