[发明专利]经由双极高压直流传输线路的能量传输

说明书

本发明涉及一种变流器站(1)和运行变流器站(1)的方法，变流器站具有两个线路换向的变流器(4，5)，用于经由双极高压直流传输线路(30)进行能量传输。在变流器站(1)的第一运行模式下，两个变流器(4，5)以反向并联连接的方式，与高压直流传输线路(30)的同一个极(21，23)电连接，变流器(4，5)中的一个作为整流器并且另一个变流器(4，5)作为逆变器在交流电网(27)上运行。在第二运行模式下，两个变流器(4，5)与高压直流传输线路(30)的彼此不同的极(21，23)连接，并且两个变流器(4，5)作为整流器或者作为逆变器在交流电网(27)上运行。在两个运行模式下，通过针对在变流器(4，5)与交流电网(27)之间交换的变流器有功功率(P11，P12)的有功功率预设值，来控制在变流器站(1)与交流电网(27)之间交换的站有功功率(P1)。

技术领域

本发明涉及一种用于经由双极高压直流传输线路进行能量传输的变流器站以及其运行方法。

背景技术

由于利用直流电压在远距离上的能量传输，相对于利用交流电压的能量传输，损耗更低并且成本更低，因此在远距离上，经常利用高的直流电压来传输交流电网之间的电能。这种类型的能量传输称为高压直流传输在此，能量传输可以经由单极或者双极高压直流传输线路(线路)进行。单极线路仅具有一个高压线，在该高压线上相对于地电势施加高压。双极线路具有两个高压线，其中，在一个高压线上施加相对于地电势为正的高压，并且在另一个高压线上施加相对于地电势为负的高压。下面，将线路的与相同的电压极性相关联的部分，称为线路的极。由此，单极线路具有一个极，而双极线路具有两个极。

为了将线路与交流电网连接，在交流电网与线路的一端之间布置变流器站，在变流器站中，在交流电网的交流电流和交流电压与的直流电流和直流电压之间进行转换。对于与变流器站连接的线路的每个极，变流器站具有变流器，该变流器经常实施为基于晶闸管的线路换向的变流器(LCC＝Line Commutated Converter)。这些变流器基于在各个阀单元之间相互进行电流换向的原理工作，这些阀单元分别具有一个晶闸管或者串联连接的多个晶闸管。在此，通过电感来维持连续的电流流动。

如果在阀单元的导通时间段期间，电流流动过零，使得在电流换向时接替该阀单元的阀单元被点火之前，流过该阀单元的电流流动已经熄灭，则必须再次点火已经熄灭的阀单元，于是将其称为间歇运行(Lückbetrieb)。这种间歇运行引起高的损耗，并且对变流器提出了非常高的要求，因此在运行中最好避免间歇运行。由于该原因，线路换向的变流器以最小电流流动运行，最小电流流动例如约为额定电流的5％到10％，并且在最小电流流动下，肯定不会出现间歇运行。但是这同时意味着，如果在该运行范围内不附加地降低直流电压，则每个线路换向的变流器具有例如约为额定功率的5％至10％的最小传输功率，然而这又意味着损耗增大。

因此，在接通(解封)线路换向的变流器时，在没有其它措施的情况下，在输电网中发生有功功率跳变，有功功率跳变伴随着无功功率跳变。这些功率跳变具有不期望的副作用，并且也造成电压跳变，这种电压跳变在弱交流电网中过大，并且必须通过成本密集的措施来补偿。

使有功功率跳变减小的一种可能性是，在电流保持相同的情况下，降低的直流电压，然而这使损耗增大。

在双极线路的情况下，还存在如下可能性，即，通过经由线路的两个极，在彼此相反的方向上，传输有功功率，来使有功功率跳变减小。在此，以协调的方式，分别在与线路连接的多个变流器站上，两个变流器中的一个作为整流器运行，整流器从与其连接的交流电网汲取变流器有功功率，而另一个变流器作为逆变器运行，逆变器将变流器有功功率传输到交流电网中。在这种情况下，从变流器站传输的站有功功率，是该变流器站的两个变流器的变流器有功功率的差。由此，可以使站有功功率小于每个变流器的变流器有功功率，特别是小于每个变流器的最小传输功率，从而尽管两个变流器至少以其最小传输功率运行，但是可以使有功功率跳变减小。但是这种方法具有以下缺点，即，通过经由线路的两个极传输有功功率，产生了高的传输损耗。

发明内容