[发明专利]构建混合直流输电系统受端电压源换流站的方法及换流站

说明书

本发明提供一种用于构建混合直流输电系统受端电压源换流站的方法，所述方法包括：将二极管端间避雷器DA接在限流二极管两端，二极管端间避雷器DA额定电压为396kV，二极管端间避雷器DA操作冲击保护水平为565kV，以及二极管端间避雷器DA柱数为8柱。将限流电抗器端间避雷器DR接在极线限流电抗器两端，极线限流电抗器端间避雷器DR额定电压为629kV，极线限流电抗器端间避雷器DR操作冲击保护水平为904kV，以及极线限流电抗器端间避雷器DR柱数为4柱。将阀厅内中性母线避雷器CBN1接在下桥臂换流阀与限流二极管之间，中性线阀侧避雷器CBN1额定电压为428kV，中性线阀侧避雷器CBN1操作冲击保护水平为652kV，以及中性线阀侧避雷器CBN1柱数为8柱。

技术领域

本发明涉及高电压技术中过电压与绝缘配合领域，具体涉及混合直流输电系统受端电压源换流站采用限流二极管时的操作过电压特性与避雷器优化配置方案以及一种用于构建混合直流输电系统受端电压源换流站的方法及换流站。

背景技术

传统直流输电又称为电流源换流器高压直流输电(CSC-HVDC)，凭借其在远距离大容量输电和电网互联方面的优势，已成为我国西电东送和北电南送的主要输电方式。但因为CSC-HVDC使用半控型电力电子器件晶闸管作为换流原件，存在明显的缺点，主要表现为：完全依赖交流电网运行，存在换相失败问题，缺少运行独立性。以全控型器件为基础的电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)，恰好能弥补CSC-HVDC的主要缺点，其主要优点为：不依赖交流电网运行，没有换相失败问题，不需要或仅需要少量无功补偿设备，有功和无功功率可以在四象限运行。相比于CSC-HVDC，其不足主要是容量和电压等级仍较小，运行损耗较大等。因此，可结合CSC-HVDC和VSC-HVDC，对现有的高压直流输电受端CSC进行VSC改造，构成CSC-VSC混合直流输电，有效提升受端电网的灵活性和电压稳定性。

对于采用CSC-D-VSC拓扑结构的混合直流输电系统来说，受端VSC换流站装设有大功率限流二极管阀组，用于阻断发生直流极线侧接地故障时故障电流通路，提升混合直流输电系统的故障处理能力，但由于限流二极管的存在，站内设备操作过电压特性与两端柔性直流系统中换流站有所差异，换流站内多种故障均导致二极管承受反向电压而阻断，对故障后系统电磁暂态过程产生较大影响，原有柔性直流换流站避雷器配置方案难以满足要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种混合直流输电系统受端电压源换流器换流站，目的是使避雷器准确防护换流站内关键设备，保证换流站内各设备过电压水平均能满足绝缘要求，对提高混合直流输电系统受端电压源换流器换流站安全性能及优化设计水平有重要的应用价值。

为了实现上述目的，提供一种用于构建混合直流输电系统受端电压源换流站的方法，其特征在于，系统送端为常规直流换流站，系统受端为电压源换流站，所述系统受端电压源换流站包括：大功率限流二极管阀组、联接变压器、上桥臂电抗器、下桥臂电抗器、上桥臂换流阀、下桥臂换流阀、极线限流电抗器、限流二极管、中性线限流电抗器；

所述方法包括：；

将所述联接变压器分别与上桥臂电抗器和下桥臂电抗器连接，将上桥臂换流阀一端与上桥臂电抗器连接，将另一端与极线限流电抗器连接；

将极线限流电抗器另一端连接至直流极线，将下桥臂换流阀一端与下桥臂电抗器连接，将另一端连接至限流二极管的正极；

将限流二极管的负极连接至中性线限流电抗器；

以及将中性线限流电抗器的另一端接至接地极线或金属回线。