專利名稱：一種復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種能處理直流側(cè)故障的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，特別是一種涉及整流站采用晶閘管換流器、逆變站采用具有直流故障處理能力的多電平模塊化電壓源換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)，屬于高壓直流輸電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
整流站和逆變站均采用晶閘管換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)具有損耗小、造價相對較低、可靠性高等優(yōu)點。但晶閘管換流器逆變運行時容易發(fā)生換相失敗，對于多回直流集中饋入電網(wǎng)，交流系統(tǒng)故障可能引起多個換流站同時換相失敗，給電網(wǎng)造成巨大沖擊，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。對于采用晶閘管換流器有多個逆變站的多端高壓直流輸電系統(tǒng)，一個逆變站發(fā)生換相失敗時，其它各站直流電流將涌入該站，使得該站產(chǎn)生很大的暫態(tài)電流，可能造成該站設(shè)備損壞，這限制了有多個逆變站的多端高壓直流輸電系統(tǒng)的應(yīng)用。電壓源換流器采用全控型電力電子器件，從根本上消除換相失敗?；陔妷涸磽Q流器的柔性直流輸電系統(tǒng)近些年來有了長足的進(jìn)步，已在新能源并網(wǎng)、與弱系統(tǒng)互聯(lián)、向無源網(wǎng)絡(luò)和孤立負(fù)荷供電等領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用，表現(xiàn)出了比采用晶閘管換流器的直流輸電系統(tǒng)更更加優(yōu)良的性能，具有良好的應(yīng)用前景。但同等電壓等級和容量的電壓源換流器比晶閘管換流器投資高很多。用于柔性直流輸電系統(tǒng)的電壓源換流器拓?fù)渲饕▋煞N:開關(guān)型(Switchtype)和可控電壓源(Controllable voltage source type)。開關(guān)型拓?fù)洳捎脙呻娖交蛉娖浇Y(jié)構(gòu)，橋臂由多個全控型電力電子器件串聯(lián)，ABB公司已將這種拓?fù)鋺?yīng)用于多個工程。開關(guān)型拓?fù)浯嬖谄骷_關(guān)頻率高、損耗大、動態(tài)均壓困難、諧波較大、電磁干擾較大、容量提升困難、需要配置一定容量的高通濾波器等缺點?？煽仉妷涸赐?fù)洳捎米幽＜壜?lián)結(jié)構(gòu)，對器件觸發(fā)一致性、動態(tài)均壓要求低，擴(kuò)展性好，輸電電壓波形好，開關(guān)頻率低，運行損耗低，交直流側(cè)均不需要配置濾波器。目前投運或在建基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電系統(tǒng)主要采用了半H橋結(jié)構(gòu)子模塊?；趦呻娖健⑷娖?、半H橋子模塊的電壓源換流器拓?fù)涠疾痪邆渲绷鞴收咸幚砟芰?，在直流?cè)發(fā)生短路故障時，與全控型電力電子器件并聯(lián)的二極管構(gòu)成不可控整流回路，不能采用晶閘管換流器高壓直流輸電系統(tǒng)中的直流側(cè)故障重啟動方法，只能跳開交流側(cè)斷路器進(jìn)行故障處理，響應(yīng)速度較慢，因此僅適用于故障率低電纜線路，不適合于易發(fā)生暫時性故障的電力架空線路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種不僅能消除換相失敗，且降低了工程造價的能處理直流側(cè)故障的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)。本發(fā)明綜合了晶閘管換流器和電壓源換流器的優(yōu)點，是一種能處理直流側(cè)故障的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，可迅速完成系統(tǒng)重新啟動，運行方式靈活，可靠性高，特別適用于通過遠(yuǎn)距離架空線路向多回直流集中饋入電網(wǎng)，也適用于具有兩個以上逆變站的多端高壓直流輸電系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，包括有至少一個整流站、一個逆變站和架空電力輸電線路，整流站及逆變站都包括正極和負(fù)極，其中整流站采用晶閘管換流器，晶閘管換流器的正極及負(fù)極都至少包括一個十二脈動晶閘管換流器；逆變站采用具有直流故障處理能力的電壓源換流器，電壓源換流器的正極及負(fù)極都至少包括兩個串聯(lián)的模塊化多電平換流器；各站正負(fù)極連接點根據(jù)直流輸電系統(tǒng)處于雙極、單極大地回線或單極金屬回線運行方式與接地極或者站內(nèi)地網(wǎng)連接，整流站與逆變站之間通過架空電力輸電線路相連。上述整流站和逆變站均配置平波電抗器，整流站每極均配置直流濾波器和交流濾波器，逆變站每極均不配置直流濾波器和交流濾波器。上述晶閘管換流器的正極及負(fù)極所設(shè)的十二脈動晶閘管換流器包括有上六脈動橋及下六脈動橋，上六脈動橋與一臺Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Y側(cè)連接，下六脈動橋與一臺YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器A側(cè)連接，或十二脈動晶閘管換流器的上六脈動橋及下六脈動橋與一臺YO/Y/ A聯(lián)結(jié)變壓器的Y側(cè)和A側(cè)分別連接。上述逆變站所設(shè)的電壓源換流器為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個橋臂由一個電抗器和若干個換流模塊組成，若干個換流模塊串聯(lián)后一側(cè)通過電抗器與YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器A側(cè)對應(yīng)一相端口連接。上述復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)采用完整雙極結(jié)構(gòu)，即正極、負(fù)極均可采用單極大地或者單極金屬回線運行方式獨立運行。上述逆變站所設(shè)的電壓源換流器中的換流模塊采用全橋子模塊，或鉗位雙子模塊，或全橋并聯(lián)子模塊，或鉗位雙并聯(lián)子模塊。本發(fā)明綜合了晶閘管換流器和電壓源換流器的優(yōu)點，逆變站采用具有直流故障處理能力的電壓源換流器消除了逆變站的換相失敗，整流站采用晶閘管換流器可降低工程造價，采用完整雙極結(jié)構(gòu)使得運行方式靈活、可靠性高，特別適用于通過遠(yuǎn)距離架空線路向多回直流集中饋入電網(wǎng)，也適用于具有兩個以上逆變站的多端高壓直流輸電系統(tǒng)。本發(fā)明的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)設(shè)計合理，方便實用，既可用于新建直流輸電工程，也可用于已建直流輸電工程的改造，具有廣闊的應(yīng)用前景。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明專利進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明整流站采用的十二脈動晶閘管換流器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明逆變站采用的模塊化多電平換流器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明采用的全橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明采用的鉗位雙子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明采用的全橋并聯(lián)子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明采用的鉗位并聯(lián)雙子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例:
本發(fā)明的一種復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，本發(fā)明的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，包括有至少一個整流站、一個逆變站和架空電力輸電線路，整流站及逆變站都包括正極和負(fù)極，其中整流站采用晶閘管換流器，晶閘管換流器的正極及負(fù)極都至少包括一個十二脈動晶閘管換流器；逆變站采用具有直流故障處理能力的電壓源換流器，電壓源換流器的正極及負(fù)極都至少包括兩個串聯(lián)的模塊化多電平換流器；各站正負(fù)極連接點根據(jù)直流輸電系統(tǒng)處于雙極、單極大地回線或單極金屬回線運行方式與接地極或者站內(nèi)地網(wǎng)連接，整流站與逆變站之間通過架空電力輸電線路相連。上述整流站和逆變站均配置平波電抗器，整流站每極均配置直流濾波器和交流濾波器，逆變站每極均不配置直流濾波器和交流濾波器。上述晶閘管換流器的正極及負(fù)極所設(shè)的十二脈動晶閘管換流器包括有上六脈動橋及下六脈動橋，上六脈動橋與一臺Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Y側(cè)連接，下六脈動橋與一臺YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器A側(cè)連接，或十二脈動晶閘管換流器的上六脈動橋及下六脈動橋與一臺YO/Y/ A聯(lián)結(jié)變壓器的Y側(cè)和A側(cè)分別連接。上述逆變站所設(shè)的電壓源換流器為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個橋臂由一個電抗器和若干個換流模塊組成，若干個換流模塊串聯(lián)后一側(cè)通過電抗器與YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器A側(cè)對應(yīng)一相端口連接。上述復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)采用完整雙極結(jié)構(gòu)，即正極、負(fù)極均可采用單極大地或者單極金屬回線運行方式獨立運行。上述逆變站所設(shè)的電壓源換流器中的換流模塊采用全橋子模塊，或鉗位雙子模塊，或全橋并聯(lián)子模塊，或鉗位雙并聯(lián)子模塊。本發(fā)明應(yīng)用于雙端高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，整流站包括正極和負(fù)極，每極主要包括Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Ty、YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器Td、十二脈動晶閘管換流器R、平波電抗器SRr、直流濾波器DCF、交流濾波器ACF ；Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Ty的Y側(cè)、YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器Td的A側(cè)與十二脈動晶閘管換流器R的上下六脈動橋分別連接，Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Ty的YO側(cè)、YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器Td的YO側(cè)與送端電網(wǎng)交流母線連接；十二脈動晶閘管換流器R與平波電抗器SRr串聯(lián)后與直流濾波器DCF并聯(lián)；交流濾波器ACF接在送端電網(wǎng)交流母線上。本實施例中，逆變站包括正極和負(fù)極，每極主要包括兩臺YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器Td、兩個模塊化多電平換流器VSC、平波電抗器SRi ；Y0/ A聯(lián)結(jié)變壓器Td的A側(cè)與模塊化多電平換流器VSC連接，YO側(cè)與受端電網(wǎng)交流母線連接；兩個模塊化多電平換流器VSC串聯(lián)后與平波電抗器串聯(lián)。本實施例中，整流站和逆變站同極平波電抗器間通過架空線路OHL連接。各站正負(fù)極連接點根據(jù)直流輸電系統(tǒng)處于雙極、單極大地回線或單極金屬回線運行方式與接地極或者站內(nèi)地網(wǎng)連接。十二脈動晶閘管換流器R如圖2所示，上六脈動橋與一臺接線方式為Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Y側(cè)連接，下六脈動橋與一臺接線方式為YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器A側(cè)連接，也可以是十二脈動晶閘管換流器R上下六脈動橋與一臺YO/Y/ A的Y側(cè)和A分別連接。本實施例中，具有直流故障處理能力的電壓源換流器VSC如圖3所示，為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個橋臂由一個電抗器和若干個換流模塊組成，若干個換流模塊串聯(lián)后一側(cè)通過電抗器與YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器A側(cè)對應(yīng)一相端口連接。本實施例中，具有直流故障處理能力的直流故障處理能力的電壓源換流器VSC中的換流模塊采用全橋子模塊，或鉗位雙子模塊，或全橋并聯(lián)子模塊，或鉗位雙并聯(lián)子模塊。本實施例中，全橋子模塊如圖4所示，全橋子模塊包括四個全控型電力電子器件S1、S2、S3、S4，四個二極管D1、D2、D3、D4，一個電容C，兩個晶閘管SCR1、SCR2，一個快速開關(guān)K，全控型電力電子器件SI與二極管Dl、S2與D2、S3與D3、S4與D4分別反向并聯(lián)，即全控型電力電子器件正端與二極管負(fù)端連接，全控型電力電子器件負(fù)端與二極管正端連接；晶閘管SCR1、SCR2與反向并聯(lián)，即SCRl正端與SCR2負(fù)端連接，SCRl負(fù)端與SCR2正端連接；全控型電力電子器件SI負(fù)端與S2正端連接構(gòu)成所述全橋子模塊的一端，全控型電力電子器件S3負(fù)端與S4正端連接構(gòu)成所述全橋子模塊的另一端；全控型電力電子器件SI正端與S3正端和電容器C 一端連接，全控型電力電子器件S4負(fù)端、S2負(fù)端和電容器C另一端連接；快速開關(guān)K連接于所述全橋子模塊兩端；SCR1和SCR2組成的反并聯(lián)晶閘管對連接于所述全橋子模塊兩端。本實施例中，鉗位雙子模塊如圖5所示，鉗位雙子模塊包括有五個全控型電力電子器件S1、S2、S3、S4、S5，七個二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，兩個電容C1、C2，兩個晶閘管SCR1、SCR2，一個快速開關(guān)K，其中:全控型電力電子器件SI與二極管D1、S2與D2、S3與D3、S4與D4、S5與D5分別反向并聯(lián)；晶閘管SCR1、SCR2與反向并聯(lián)；全控型電力電子器件SI負(fù)端與S2正端連接構(gòu)成所述鉗位雙子模塊的一端，S3負(fù)端 與S4正端連接構(gòu)成所述鉗位雙子模塊的另一端；全控型電力電子器件SI正端與S5正端、電容器Cl 一端和二極管D7正端連接；全控型電力電子器件S2負(fù)端與電容器Cl另一端和二極管D6正端連接；全控型電力電子器件S3正端與電容器C2 —端和二極管D7負(fù)極連接；全控型電力電子器件S4負(fù)端與S5負(fù)端、電容器C2另一端和二極管D6負(fù)極相連；快速開關(guān)K連接于所述鉗位雙子模塊兩端；SCR1和SCR2組成的反并聯(lián)晶閘管對連接于所述鉗位雙子模塊兩端。即在全橋子模塊的基礎(chǔ)上增加了一個全控型電力電子器件-二極管反并聯(lián)對、兩個二極管和一個電容。本實施例中，全橋并聯(lián)子模塊如圖6所示，鉗位雙子模塊包括包括有八個全控型電力電子器件 311、521、531、541、512、522、532、542，八個二極管011、021、031、041、012、D22、D32、D42，一個電容C，兩個晶閘管SCR1、SCR2，一個快速開關(guān)K，其中:全控型電力電子器件 Sll 與二極管 Dll、S21 與 D21、S31 與 D31、S41 與 D41、S12 與 D12、S22 與 D22、S32 與D32、S42與D42分別反向并聯(lián)；晶閘管SCR1、SCR2與反向并聯(lián)；全控型電力電子器件Sll負(fù)端與S12負(fù)端、S21正端、S22正端連接構(gòu)成所述全橋并聯(lián)子模塊的一端,全控型電力電子器件S31負(fù)端與S32負(fù)端、S41正端、S42正端連接構(gòu)成所述全橋子模塊的另一端；全控型電力電子器件Sll正端與S12正端、S31正端、S32正端和電容器C 一端連接，全控型電力電子器件S41負(fù)端與S42負(fù)端、S21負(fù)端、S22負(fù)端和電容器C另一端連接；快速開關(guān)K連接于所述全橋子模塊兩端；SCR1和SCR2組成的反并聯(lián)晶閘管對連接于所述全橋子模塊兩端。即將全橋子模塊對應(yīng)位置的一個全控型電力電子器件-二極管反并聯(lián)對改為兩個全控型電力電子器件-二極管反并聯(lián)對。本實施例中，鉗位并聯(lián)雙子模塊如圖7所示，鉗位并聯(lián)雙子模塊包括有十個全控型電力電子器件 Sll、S21、S31、S41、S51、S12、S22、S32、S42、S52,十二個二極管 Dll、D21、031、041、051、012、022、032、042、052、06、07，兩個電容(:1、〇2，兩個晶閘管 SCR1、SCR2，一個快速開關(guān)K，其中:全控型電力電子器件Sll與二極管Dll、S21與D21、S31與D31、S41與 D41、S51 與 D51、S12 與 D12、S22 與 D22、S32 與 D32、S42 與 D42、S52 與 D52 分別反向并聯(lián)；晶閘管SCR1、SCR2與反向并聯(lián)；全控型電力電子器件Sll負(fù)端與S12負(fù)端、S21正端、S22正端連接構(gòu)成所述鉗位并聯(lián)雙子模塊的一端，S31負(fù)端與S32負(fù)端、S41正端、S42正端連接構(gòu)成所述鉗位并聯(lián)雙子模塊的另一端；全控型電力電子器件Sll正端與S12正端、S51正端、S52正端、電容器Cl 一端和二極管D7正端連接；全控型電力電子器件S21負(fù)端與S22負(fù)端、電容器Cl另一端和二極管D6正端連接；全控型電力電子器件S31正端與S32正端、電容器C2 —端和二極管D7負(fù)極連接；全控型電力電子器件S41負(fù)端與S42負(fù)端、S51負(fù)端、S52負(fù)端、電容器C2另一端和二極管D6負(fù)極相連；快速開關(guān)K連接于所述鉗位并聯(lián)雙子模塊兩端；SCR1和SCR2組成的反并聯(lián)晶閘管對連接于所述鉗位并聯(lián)雙子模塊兩端。即將鉗位并聯(lián)雙子模塊對應(yīng)位置的一個全控型器件-二極管反并聯(lián)對改為兩個全控型器件-二極管反并聯(lián)對。本發(fā)明的工作原理如下:
整流站將送端電網(wǎng)的三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電通過架空電力輸電線路送到逆變站，逆變站將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電送入受端電網(wǎng)。整流站的Y0/Y和YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器對送端電網(wǎng)提供的三相交流電進(jìn)行電壓等級變換，并為十二脈動晶閘管換流器R的上下兩個六脈動橋提供相角差30°的三相交流電。十二脈動晶閘管換流器R將三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電流。交流濾波器ACF濾除十二脈動晶閘管換流器R運行產(chǎn)生的諧波，并補(bǔ)償十二脈動晶閘管換流器R運行消耗的無功功率。平波電抗器SRr對直流電中的紋波進(jìn)行平抑，避免電流斷續(xù)，防止直流輸電線路產(chǎn)生的沖擊進(jìn)入十二脈動晶閘管換流器，便于輸電線路快速暫態(tài)保護(hù)的實現(xiàn)。直流濾波器DCF用以濾除整流站十二脈動晶閘管換流器在直流側(cè)產(chǎn)生的諧波。電力架空線路OHL將直流電送到逆變站。逆變站的模塊化多電平換流器VSC將電力架空線路OHL送來直流電轉(zhuǎn)換為交流電。逆變站的YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器對模塊化多電平換流器VSC轉(zhuǎn)換成的三相交流電進(jìn)行電壓等級變換并輸送給受端電網(wǎng)。平波電抗器SRi避免電流斷續(xù)，防止直流輸電線路產(chǎn)生的沖擊進(jìn)入模塊化多電平換流器，也便于輸電線路快速暫態(tài)保護(hù)的實現(xiàn)。逆變站由于采用了模塊化多電平換流器，不需要配置交流濾波器和直流濾波器。本實施例中，整流站采用定電流控制和最小觸發(fā)角限制，逆變站定直流電壓和定無功功率控制，或者定有功功率、定無功功率控制和直流電壓限制。逆變站模塊化多電平換流器的子模塊投切策略采用最近電平逼近調(diào)制和子模塊電容均衡策略，模塊化多電平換流器三相間采用環(huán)流抑制策略。逆變站的模塊化多電平換流器VSC由多個全橋子模塊，或鉗位雙子模塊，或全橋并聯(lián)子模塊，或鉗位雙并聯(lián)子模塊串聯(lián)構(gòu)成，可以閉鎖直流側(cè)短路電流，當(dāng)檢測到直流側(cè)發(fā)生短路后，閉鎖所有的全控性電力電子器件，直流側(cè)短路電流可以被立即消除。如果直流側(cè)是瞬時故障，直流側(cè)短路電流消除后，經(jīng)過短暫的去游離時間后，直流輸電系統(tǒng)即可以恢復(fù)正常送電。即與傳統(tǒng)高壓直流輸電類似，無需直流斷路器就可有效處理直流側(cè)故障，快速實現(xiàn)直流輸電系統(tǒng)的重新啟動。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于包括有至少一個整流站、一個逆變站和架空電力輸電線路，整流站及逆變站都包括正極和負(fù)極，其中整流站采用晶閘管換流器，晶閘管換流器的正極及負(fù)極都至少包括一個十二脈動晶閘管換流器；逆變站采用具有直流故障處理能力的電壓源換流器，電壓源換流器的正極及負(fù)極都至少包括兩個串聯(lián)的模塊化多電平換流器；各站正負(fù)極連接點根據(jù)直流輸電系統(tǒng)處于雙極、單極大地回線或單極金屬回線運行方式與接地極或者站內(nèi)地網(wǎng)連接，整流站與逆變站之間通過架空電力輸電線路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于上述整流站和逆變站均配置平波電抗器，整流站每極均配置直流濾波器和交流濾波器，逆變站每極均不配置直流濾波器和交流濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于上述晶閘管換流器的正極及負(fù)極所設(shè)的十二脈動晶閘管換流器包括有上六脈動橋及下六脈動橋，上六脈動橋與一臺YO/Y聯(lián)結(jié)變壓器Y側(cè)連接，下六脈動橋與一臺YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器A側(cè)連接，或十二脈動晶閘管換流器的上六脈動橋及下六脈動橋與一臺YO/Y/A聯(lián)結(jié)變壓器的Y側(cè)和A側(cè)分別連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于上述逆變站所設(shè)的電壓源換流器為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個橋臂由一個電抗器和若干個換流模塊組成，若干個換流模塊串聯(lián)后一側(cè)通過電抗器與YO/ A聯(lián)結(jié)變壓器A側(cè)對應(yīng)一相端口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于采用完整雙極結(jié)構(gòu)，即正極、負(fù)極均可采用單極大地或者單極金屬回線運行方式獨立運行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于上述逆變站所設(shè)的電壓源換流器中的換流模塊采用全橋子模塊，或鉗位雙子模塊，或全橋并聯(lián)子模塊，或鉗位雙并聯(lián)子模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求 6所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于上述全橋子模塊包括四個全控型電力電子器件S1、S2、S3、S4，四個二極管Dl、D2、D3、D4，一個電容C，兩個晶閘管SCR1、SCR2，一個快速開關(guān)K，全控型電力電子器件SI與二極管Dl、S2與D2、S3與D3、S4與D4分別反向并聯(lián)，即全控型電力電子器件正端與二極管負(fù)端連接，全控型電力電子器件負(fù)端與二極管正端連接；晶閘管SCR1、SCR2與反向并聯(lián)，即SCRl正端與SCR2負(fù)端連接，SCRl負(fù)端與SCR2正端連接；全控型電力電子器件SI負(fù)端與S2正端連接構(gòu)成所述全橋子模塊的一端，全控型電力電子器件S3負(fù)端與S4正端連接構(gòu)成所述全橋子模塊的另一端；全控型電力電子器件SI正端與S3正端和電容器C 一端連接，全控型電力電子器件S4負(fù)端、S2負(fù)端和電容器C另一端連接；快速開關(guān)K連接于所述全橋子模塊兩端；SCR1和SCR2組成的反并聯(lián)晶閘管對連接于所述全橋子模塊兩端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于上述鉗位雙子模塊包括有五個全控型電力電子器件S1、S2、S3、S4、S5，七個二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7，兩個電容Cl、C2，兩個晶閘管SCR1、SCR2，一個快速開關(guān)K，其中:全控型電力電子器件SI與二極管Dl、S2與D2、S3與D3、S4與D4、S5與D5分別反向并聯(lián)；晶閘管SCR1、SCR2與反向并聯(lián)；全控型電力電子器件SI負(fù)端與S2正端連接構(gòu)成所述鉗位雙子模塊的一端，S3負(fù)端與S4正端連接構(gòu)成所述鉗位雙子模塊的另一端；全控型電力電子器件SI正端與S5正端、電容器Cl 一端和二極管D7正端連接；全控型電力電子器件S2負(fù)端與電容器Cl另一端和二極管D6正端連接；全控型電力電子器件S3正端與電容器C2 —端和二極管D7負(fù)極連接；全控型電力電子器件S4負(fù)端與S5負(fù)端、電容器C2另一端和二極管D6負(fù)極相連；快速開關(guān)K連接于所述鉗位雙子模塊兩端；SCR1和SCR2組成的反并聯(lián)晶閘管對連接于所述鉗位雙子模塊兩端，即在全橋子模塊的基礎(chǔ)上增加了一個全控型電力電子器件-二極管反并聯(lián)對、兩個二極管和一個電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于上述全橋并聯(lián)子模塊包括有八個全控型電力電子器件SI 1、S21、S31、S41、S12、S22、S32、S42，八個二極管D11、D21、D31、D41、D12、D22、D32、D42, 一個電容 C，兩個晶閘管 SCRU SCR2, 一個快速開關(guān) K，其中:全控型電力電子器件Sll與二極管D11、S21與D21、S31與D31、S41與D41、S12與D12、S22與D22、S32與D32、S42與D42分別反向并聯(lián)；晶閘管SCR1、SCR2與反向并聯(lián)；全控型電力電子器件Sll負(fù)端與S12負(fù)端、S21正端、S22正端連接構(gòu)成所述全橋并聯(lián)子模塊的一端，全控型電力電子器件S31負(fù)端與S32負(fù)端、S41正端、S42正端連接構(gòu)成所述全橋子模塊的另一端；全控型電力電子器件Sll正端與S12正端、S31正端、S32正端和電容器C 一端連接，全控型電力電子器件S41負(fù)端與S42負(fù)端、S21負(fù)端、S22負(fù)端和電容器C另一端連接；快速開關(guān)K連接于所述全橋子模塊兩端；SCR1和SCR2組成的反并聯(lián)晶閘管對連接于所述全橋子模塊兩端，即將全橋子模塊對應(yīng)位置的一個全控型電力電子器件-二極管反并聯(lián)對改為兩個全控型電力電子器件-二極管反并聯(lián)對。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)，其特征在于上述鉗位并聯(lián)雙子模塊包括有十個全控型電力電子器件311、521、531、541、551、512、522、532、542、552，十二個二極管 DlU D21、D31、D41、D51、D12、D22、D32、D42、D52、D6、D7，兩個電容 Cl、C2，兩個晶閘管SCR1、SCR2，一個快速開關(guān)K，其中:全控型電力電子器件Sll與二極管Dll、S21與D2US31 與 D3US41 與 D4US51 與 D5US12 與 D12、S22 與 D22、S32 與 D32、S42 與 D42、S52與D52分別反向并聯(lián)；晶閘管SCR1、SCR2與反向并聯(lián)；全控型電力電子器件Sll負(fù)端與S12負(fù)端、S21正端、S22正端連接構(gòu)成所述鉗位并聯(lián)雙子模塊的一端，S31負(fù)端與S32負(fù)端、S41正端、S42正端連接構(gòu)成所述鉗位并`聯(lián)雙子模塊的另一端；全控型電力電子器件Sll正端與S12正端、S51正端、S52正端、電容器Cl 一端和二極管D7正端連接；全控型電力電子器件S21負(fù)端與S22負(fù)端、電容器Cl另一端和二極管D6正端連接；全控型電力電子器件S31正端與S32正端、電容器C2 —端和二極管D7負(fù)極連接；全控型電力電子器件S41負(fù)端與S42負(fù)端、S51負(fù)端、S52負(fù)端、電容器C2另一端和二極管D6負(fù)極相連；快速開關(guān)K連接于所述鉗位并聯(lián)雙子模塊兩端；SCR1和SCR2組成的反并聯(lián)晶閘管對連接于所述鉗位并聯(lián)雙子模塊兩端，即將鉗位并聯(lián)雙子模塊對應(yīng)位置的一個全控型器件-二極管反并聯(lián)對改為兩個全控型器件-二極管反并聯(lián)對。
全文摘要
本發(fā)明是一種復(fù)合型高壓直流輸電系統(tǒng)。包括至少一個整流站、一個逆變站和架空電力輸電線路，整流站及逆變站都包括正極和負(fù)極，整流站采用晶閘管換流器，晶閘管換流器的正極及負(fù)極都至少包括一個十二脈動晶閘管換流器；逆變站采用具有直流故障處理能力的電壓源換流器，電壓源換流器的正極及負(fù)極都至少包括兩個串聯(lián)的模塊化多電平換流器；各站正負(fù)極連接點根據(jù)直流輸電系統(tǒng)處于雙極、單極大地回線或單極金屬回線運行方式與接地極或者站內(nèi)地網(wǎng)連接，整流站與逆變站之間通過架空電力輸電線路相連。本發(fā)明能避免直流輸電系統(tǒng)中逆變站的換相失敗，運行方式靈活、可靠性高，能降低工程造價。綜合晶閘管換流器和電壓源換流器的優(yōu)點，且具有直流側(cè)故障處理能力。
文檔編號H02J3/36GK103107549SQ201310021299
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者傅闖, 饒宏, 許樹楷, 黎小林 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司