[实用新型]串联多端高压直流输电系统及其换流站

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流输电技术，更具体地说，涉及串联多端高压直流输电系统及其换流站。

背景技术

与并联多端高压直流系统相比，串联多端高压直流系统更适用于高压直流沿线的抽能应用。然而串联多端高压直流系统更容易实现潮流反转操作；对于相邻换流站距离较短的情况，串联多端高压直流系统总成本更低。一般说来，串联多端高压直流系统的换流站具有不同的运行电压。图1示出现有的串联多端高压直流系统。如图1所示，整流换流站R2和逆变换流站I2比整流换流站R1和逆变换流站I1具有更高的运行电压和绝缘水平。上述特点为串联多端高压直流系统的设计带来如下挑战：换流站的绝缘配合问题。

现有的串联多端高压直流系统主回路解决方案提出的基于两端高压直流系统的配置方案，其中低电压换流站配置与传统两端换流站配置并无实质不同；高电压换流站的配置方案包括了换流阀两侧放置的平波电抗器，并联连接在低电压直流电路与中性线之间的中性线母线开关，用于直流平波电抗器和直流滤波器旁路的隔离开关等。该方案中高电压换流站的配置方案操作复杂，成本较高。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种串联多端高压直流输电系统，包括：至少一个换流站；所述换流站包括：电容器；可连接至交流电网的换流变压器；连接至所述换流变压器的换流阀；和接地网；其中：在所述换流站的直流端和所述换流站的接地网之间连接所述电容器。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种用于串联多端高压直流输电系统的换流站，包括：可连接至交流电网的换流变压器；连接至所述换流变压器的换流阀；电容器；和接地网；其中：在所述换流站的直流端和所述换流站的接地网之间连接所述电容器。

由于采用电容器，其在功能上替代了传统换流站内与换流阀串联的平波电抗器防止雷击的作用，这减少了换流站的平波电抗器的数量并且降低了换流站的复杂程度和成本。

附图说明

图1示出现有的串联多端高压直流系统；

图2示出根据本实用新型的一个实施例的串联多端高压直流输电系统的高压换流站；

图3示出采用根据图2所示的换流站的单极串联多端高压直流输电系统；和

图4示出采用根据图2所示的换流站的双极串联多端高压直流输电系统。

具体实施方式

图2示出根据本实用新型的一个实施例的串联多端高压直流输电系统的高压换流站。如图2所示，换流站2包括：换流变压器20、连接至换流变压器20的换流阀21、电容器22和接地网23，其中在换流站2的直流端24和换流站2的接地网23之间连接电容器22。电网可以向换流变压器20的馈送交流电能并且换流变压器20改变该交流电能的电压，比如升压，并且实现输电系统中交流与直流之间的电气隔离。经换流变压器20变换后的电能输入至换流阀21，其实现交流至直流的变换；依据不同的工况，换流阀20也可将直流线路所传输的电能经换流变压器20变换后输出至交流电网，实现直流之交流的变换。电容器20通过接地网23可与接地极连接，其可以抑制换流站2的直流端24处的谐波电压或过电压幅值，从而起到防止谐波电压或过电压对换流阀21的危害；例如，雷击所产生的过电压。

由于采用电容器，其在功能上替代了传统换流站内与换流阀串联的平波电抗器防止雷击的作用，这减少了换流站的平波电抗器的数量并且降低了换流站的复杂程度和成本。

最好，换流站2还包括平波电抗器25，其连接在换流站2的换流阀21和换流站2的直流端24中的直流低压端241之间。平波电抗器用于平滑直流电流中的谐波，避免直流电流的断续。平波电抗器还能够抑制由直流线路或直流设备产生的过电流的上升速率。当然，平波电抗器25也可以连接在换流站2的换流阀21和换流站2的直流端24中的直流高压端240之间。

最好，为了同时满足对于过电压/电压谐波的抑制和对于电流谐波的抑制，在换流站2的换流阀21和换流站2的直流高压端240之间连接平波电抗器25，并且在换流站2的直流低压端241和换流站2的接地网23之间连接电容22。当然，也可以换流站2的直流高压端240和换流站2的接地网23之间连接电容22。

最好，为了进一步抑制雷击导致的过电压，在换流站2的直流端24和换流站2的接地网23之间连接避雷器26。