CN203859516U - 一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电*** - Google Patents

一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电*** Download PDF

Info

Publication number
CN203859516U
CN203859516U CN201420222508.1U CN201420222508U CN203859516U CN 203859516 U CN203859516 U CN 203859516U CN 201420222508 U CN201420222508 U CN 201420222508U CN 203859516 U CN203859516 U CN 203859516U
Authority
CN
China
Prior art keywords
receiving end
sending end
current
voltage source
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN201420222508.1U
Other languages
English (en)
Inventor
于弘洋
周飞
荆平
赵波
葛维春
刘剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
Smart Grid Research Institute of SGCC
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
Smart Grid Research Institute of SGCC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd, Economic and Technological Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd, Smart Grid Research Institute of SGCC filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201420222508.1U priority Critical patent/CN203859516U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203859516U publication Critical patent/CN203859516U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/20—Active power filtering [APF]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本实用新型提供一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，包括送端电压源换流器、送端极间功率协调控制装置、受端极间功率协调控制装置和受端电压源换流器；送端电压源换流器的输出端连接所述送端极间功率协调控制装置，送端极间功率协调控制装置通过交流电缆线路连接受端极间功率协调控制装置，受端极间功率协调控制装置通过受端电压源换流器接入受端交流***。本实用新型利用模块化多电平电压源换流器良好的控制性能，配合极间电压转换开关和极间电流转移开关，解决了交流电缆线路的增容改造问题，减小空间电荷积累对电缆线路绝缘的影响，并具备动态无功补偿、谐波治理等功能，为解决负荷日益增长与新建线路日趋困难的矛盾具有重要意义。

Description

一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***
技术领域
本实用新型涉及一种输电***，具体讲涉及一种基于MMC提升交流电缆线路输送容量的方波输电***。 
背景技术
近年，我国城镇化发展速度进一步加快，城市用电负荷不断增长，客观上要求电网规模与传输容量保持持续发展，然而目前城市电网普遍存在以下问题。 
城市用电负荷增加，交流线路输送能力不足，线路走廊匮乏。对于重载的交流线路，无法通过加装FACTS装置大幅提高输送能力，而新建线路遇到的阻力越来越大，特别是进城的线路工程，在征地、环保方面难以得到支持。城市电网结构日益紧密，短路电流问题突出。 
城市电网发展速度较快，电网线路相互交织，紧密程度较高，等效阻抗较小，导致电网的短路电流水平较高。如采用新建交流线路来解决城市电网供电能力不足的问题，将会造成电网进一步紧密，等效阻抗进一步减小，从而导致短路电流增大，影响电网安全运行。 
城市电网无功电压调节日趋困难，电压稳定性问题不容忽视。城市电网中电缆线路日益增多，市区变电站受用地限制，感性无功配置普遍不足，无功电压调节日趋困难，尤其是电网低谷负荷时段，电压偏高情况严重。此外，城市电网中空调负荷、电动机负荷比重较大，由于快速的动态无功调整能力不足，电网高峰负荷时段动态电压稳定问题逐渐突出。 
鉴于上述问题，有必要研究新的技术手段，既要充分发挥现有线路走廊输的输电潜力，又要防止出现短路电流超标和动态无功支撑不足等问题。 
从输电线路方面来看，制约交流线路传输容量的主要因素是绝缘耐受能力。目前，交流***的绝缘按照电压峰值设计，但是传输容量是由电压有效值决定，仅为峰值的71％。研究表明，交流线路在直流方式下运行，由于绝缘层内的电场分布、发热情况等方面的差异，交流线路的直流绝缘强度几乎是交流电压的2～3倍或更大。另外，对于电缆线路，由于其电容要比架空线路大得多，如果采用交流输电方式并且当电缆长度超过一定数值(如40～60km)时，就会出现电容电流占用电缆芯线全部有效负载能力的情况，而采用直流输电方式，其稳态电容电流仅是由纹波电压引起，数值很小，故电缆的送电长度几乎不受电容电流的限制。但是，交流电缆线路在直流工况下下空间电荷积累严重，长时间加压后绝缘中电场强度可增 至初始值的7～9倍。而实际运行的交流电缆在研制时没有考虑空间电荷问题，所以将交流电缆线路转为直流运行后，空间电荷将导致电场畸变，严重时可引起电缆绝缘的击穿。因此，针对电缆线路，本实用新型提出以交流方波输电为主要特征的非正弦交流输电***，可大幅提高交流电缆线路的输送能力。 
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种基于MMC提升交流电缆线路输送容量的方波输电***，利用了模块化多电平电压源换流器良好的控制性能，配合极间电压转换开关和极间电流转移开关，很好的解决了交流电缆线路的增容改造问题，减小空间电荷积累对电缆线路绝缘的影响，并具备动态无功补偿、谐波治理等功能，为解决负荷日益增长与新建线路日趋困难的矛盾具有重要意义。 
为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案： 
本实用新型提供一种提升交流电缆线路输送容量的方波输电***，所述***包括送端电压源换流器、送端极间功率协调控制装置、受端极间功率协调控制装置和受端电压源换流器；所述送端电压源换流器的输入端接入送端交流***，其输出端连接所述送端极间功率协调控制装置，所述送端极间功率协调控制装置通过交流电缆线路连接所述受端极间功率协调控制装置，所述受端极间功率协调控制装置通过受端电压源换流器接入受端交流***。 
所述送端电压源换流器和受端电压源换流器均为模块化多电平电压源换流器；所述模块化多电平电压源换流器的每个桥臂均包括N个依次串联的子模块。 
所述送端极间功率协调控制装置包括送端极间电压转换开关和送端极间电流转移开关；所述送端极间电流转移开关的输入端通过送端极间电压转换开关连接所述送端电压源换流器，其输出端通过交流电缆线路连接所述受端极间功率协调控制装置。 
所述送端极间电压转换开关包括节点1、节点2、触点3、触点4、触点3′和触点4′；节点1和节点2之间保持联动，且分别与所述送端电压源换流器输出端正极和负极相连，触点3和触点4分别与所述送端极间电流转移开关的上端子和下端子相连，通过节点1在触点3与触点3′之间的切换，以及节点2在触点4与触点4′之间的切换，实现送端电压源换流器对交流输电线路输出电压极性的周期性倒换。 
所述送端极间电流转移开关包括送端上桥臂电流转移开关和送端下桥臂电流转移开关； 
所述送端上桥臂电流转移开关包括依次串联的N个子模块及分压电阻和双向旁路晶闸管并联组成的R1-Th1支路；串联后的子模块一端连接所述送端极间电压转换开关，另一端连接 第三极交流电缆线路；所述送端极间电压转换开关的输出端同时通过连接R1-Th1支路与所述第一极交流电缆线路连接； 
所述送端下桥臂电流转移开关包括依次串联的N个子模块及分压电阻和双向旁路晶闸管并联组成的R2-Th2支路；串联后的子模块一端连接所述送端极间电压转换开关，另一端连接第三极交流电缆线路；所述送端极间电压转换开关的输出端同时通过连接R2-Th2支路与所述第二极交流电缆线路连接。 
所述受端极间功率协调控制装置包括受端极间电流转移开关和受端极间电压转换开关；所述受端极间电流转移开关的输入端通过交流电缆线路连接所述送端极间电流转移开关，其输出端通过受端极间电压转换开关连接所述受端电压源换流器。 
所述受端极间电流转移开关包括受端上桥臂电流转移开关和受端下桥臂电流转移开关；所述受端上桥臂电流转移开关和受端下桥臂电流转移开关均包括依次串联的N个子模块； 
所述受端上桥臂电流转移开关中串联后的子模块一端连接第一极交流电缆线路和所述受端极间电压转换开关上输入端，其另一端连接第三极交流电缆线路； 
所述受端下桥臂电流转移开关中串联后的子模块一端连接所述第二极交流电缆线路和所述受端极间电压转换开关下输入端，其另一端连接第三极交流电缆线路。 
所述受端极间电压转换开关包括节点12、节点22、触点32、触点42、触点32′和触点42′；节点12、节点22、节点1与节点2之间均保持联动，且节点12和节点22分别与所述受端电压源换流器输出端正极和负极相连，触点32和触点42分别与所述受端极间电流转移开关的上端子和下端子相连，通过节点12在触点32与触点32′之间的切换，以及节点22在触点42与触点42′之间的切换，实现受端电压源换流器对交流输电线路输出电压极性的周期性倒换。 
所述子模块包括第一IGBT模块和第二IGBT模块，所述第一IGBT模块和第二IGBT模块均包括IGBT和与其反并联的二极管；所述第一IGBT模块和第二IGBT模块串联后与直流电容并联。 
所述送端电压源换流器的输入端接入送端交流***的同一母线或不同母线；所述受端电压源换流器接入受端交流***的同一母线或不同母线。 
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于： 
1、该输电***利用了模块化多电平电压源换流器良好的控制性能，配合极间电压转换开关和极间电流转移开关，能够很好的解决三相交流电缆输电线路的增容改造问题，最大化原有交流电流线路的传输功率； 
2、本实用新型所述的输电***是针对交流电缆线路的增容改造技术，大大削弱了电缆线 路中空间电荷积累的问题，保证了改造后电缆线路的绝缘性能，； 
3、本实用新型提供的输电***，能够充分、均衡利用三相交流电缆线路的通流能力，而且三相电流之和在任意时刻为零，不会产生流经大地的零序环流； 
4、本实用新型提供的输电***，可大幅提高原有交流线路的输送能力，其电压源换流器与极间电流转移开关采用相同的MMC换流阀，技术成熟度高，可扩展性强，推广应用前景良好； 
5、本实用新型提供的输电***，应用于三相交流电缆线路输电***改造，在不增加电网短路水平的同时，显著提升***运行的灵活性和可靠性； 
6、本实用新型提供的输电***采用电压源换流器，具备动态无功补偿、谐波治理等功能，为解决负荷日益增长与新建线路日趋困难的矛盾具有重要意义。 
附图说明
图1是本实用新型实施例中提升交流电缆线路输送容量的方波输电***拓扑结构示意图； 
图2是本实用新型实施例中送端极间电压转换开关原理示意图； 
图3是本实用新型实施例中提升交流电缆线路输送容量的方波输电***中子模块结构示意图； 
图4是本实用新型实施例中提升交流电缆线路输送容量的方波输电***中各极交流电缆线路电流、电压变化示意图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。 
如图1，本实用新型提供一种提升交流电缆线路输送容量的方波输电***，所述***包括送端电压源换流器、送端极间功率协调控制装置、受端极间功率协调控制装置和受端电压源换流器；所述送端电压源换流器的输入端接入送端交流***，其输出端连接所述送端极间功率协调控制装置，所述送端极间功率协调控制装置通过交流电缆线路连接所述受端极间功率协调控制装置，所述受端极间功率协调控制装置通过受端电压源换流器接入受端交流***。 
所述送端电压源换流器和受端电压源换流器均为模块化多电平电压源换流器；所述模块化多电平电压源换流器的每个桥臂均包括N个依次串联的子模块。 
所述送端极间功率协调控制装置包括送端极间电压转换开关和送端极间电流转移开关； 所述送端极间电流转移开关的输入端通过送端极间电压转换开关连接所述送端电压源换流器，其输出端通过交流电缆线路连接所述受端极间功率协调控制装置。 
如图2，送端极间电压转换开关包括节点1、节点2、触点3、触点4、触点3′和触点4′；节点1和节点2之间保持联动，且分别与所述送端电压源换流器输出端正极和负极相连，触点3和触点4分别与所述送端极间电流转移开关的上端子和下端子相连，通过节点1在触点3与触点3′之间的切换，以及节点2在触点4与触点4′之间的切换，实现送端电压源换流器对交流输电线路输出电压极性的周期性倒换。 
所述送端极间电流转移开关包括送端上桥臂电流转移开关和送端下桥臂电流转移开关； 
所述送端上桥臂电流转移开关包括依次串联的N个子模块及分压电阻和双向旁路晶闸管并联组成的R1-Th1支路；串联后的子模块一端连接所述送端极间电压转换开关，另一端连接第三极交流电缆线路；所述送端极间电压转换开关的输出端同时通过连接R1-Th1支路与所述第一极交流电缆线路连接； 
所述送端下桥臂电流转移开关包括依次串联的N个子模块及分压电阻和双向旁路晶闸管并联组成的R2-Th2支路；串联后的子模块一端连接所述送端极间电压转换开关，另一端连接第三极交流电缆线路；所述送端极间电压转换开关的输出端同时通过连接R2-Th2支路与所述第二极交流电缆线路连接。 
所述受端极间功率协调控制装置包括受端极间电流转移开关和受端极间电压转换开关；所述受端极间电流转移开关的输入端通过交流电缆线路连接所述送端极间电流转移开关，其输出端通过受端极间电压转换开关连接所述受端电压源换流器。 
所述受端极间电流转移开关包括受端上桥臂电流转移开关和受端下桥臂电流转移开关；所述受端上桥臂电流转移开关和受端下桥臂电流转移开关均包括依次串联的N个子模块； 
所述受端上桥臂电流转移开关中串联后的子模块一端连接第一极交流电缆线路和所述受端极间电压转换开关上输入端，其另一端连接第三极交流电缆线路； 
所述受端下桥臂电流转移开关中串联后的子模块一端连接所述第二极交流电缆线路和所述受端极间电压转换开关下输入端，其另一端连接第三极交流电缆线路。 
所述受端极间电压转换开关包括节点12、节点22、触点32、触点42、触点32′和触点42′；节点12、节点22、节点1与节点2之间均保持联动，且节点12和节点22分别与所述受端电压源换流器输出端正极和负极相连，触点32和触点42分别与所述受端极间电流转移开关的上端子和下端子相连，通过节点12在触点32与触点32′之间的切换，以及节点22在触点42与触点42′之间的切换，实现受端电压源换流器对交流输电线路输出电压极性的周期性倒换。 
如图3，所述子模块包括第一IGBT模块和第二IGBT模块，所述第一IGBT模块和第二IGBT模块均包括IGBT和与其反并联的二极管；所述第一IGBT模块和第二IGBT模块串联后与直流电容并联。 
所述送端电压源换流器的输入端接入送端交流***的同一母线或不同母线；所述受端电压源换流器接入受端交流***的同一母线或不同母线。 
输电***工作原理示意图如图4所示。通过周期性改变第三极交流电缆线路电压的极性与电流的方向，实现第三极交流电缆线路对第一极或第二极交流电缆线路的电流的周期性分担，能够在发热限制相同的条件下增大原有输电***的输送功率。通过周期性的改变第一极与第二极交流电缆线路电压的极性，消减电缆线路空间电荷的积累。第一极、第二极交流电缆线路电流的大小在Imax和Imin之间周期性变化，方向随交流电缆线路电压极性的变化而变化；第三极交流电缆线路的电流大小不变，始终为Imax-Imin，但方向同样随交流电缆线路电压极性的变化而变化。 
第一极、第二极和第三极交流电缆线路发热限制相同，设其热稳定极限电流为IN＝1.0pu。为使第三极交流电缆线路达到其发热限制，则需满足 
Imax-Imin＝IN＝1.0pu  (1) 
第一极交流电缆线路、第二极交流电缆线路的电流在最大电流Imax和最小电流Imin之间变化，电流在一个循环周期内的有效值同样要达到其发热限制，以保证三极交流电缆线路输送功率均达到其热稳定极限。具体在图4中表现为0到t4的时间内，第一极交流电缆线路、第二极交流电缆线路、第三极交流电缆线路的电流有效值相等因此需满足 
I max 2 + I min 2 = 2 ( I max - I min ) 2 - - - ( 2 )
由上述条件可得可得，第一极交流电缆线路、第二极交流电缆线路的运行电流Imax为1.37IN，Imin为0.37IN。 
当第一极交流电缆线路与第三极交流电缆线路并联，电压为+UDC，通过正向最大电流Imax时，第二极交流电缆线路工作电压为-UDC，通过反向最大电流-Imax；t1时刻起，极间电流转移开关动作，使第三极交流电缆线路电压极性反转，第一极交流电缆线路流过正向最大电流Imax，第二极交流电缆线路与第三极交流电缆线路并联，共同流过反向最大电流-Imax；t2 时刻起，极间电压转换开关动作，同时极间电流转移开关再次动作，使第一极交流电缆线路、第二极交流电缆线路电压极性反转，第三极交流电缆线路电压极性不变，第一极交流电缆线路再次与第三极交流电缆线路并联，电压为-UDC，共同流过反向最大电流-Imax，第二极交流电缆线路电压为+UDC，流过正向最大电流Imax；t3时刻起，极间电流转移开关动作，第一极交流电缆线路流过反向最大电流-Imax，第二极与第三极交流电缆线路并联，共同承担正向最大电流Imax；t4时刻起，极间电压转换开关与极间电流转移开关动作，第一极交流电缆线路与第三极交流电缆线路并联，电压为+UDC，流过正向最大电流Imax，第二极交流电缆线路电压为-UDC，流过反向最大电流-Imax，以此规律周期性变化。 
实施例1 
本实用新型提供的基于MMC提升原有交流电缆线路输送容量的输电***包括第一级交流电缆线路L1、第二级交流电缆线路L2、第三级交流电缆线路L3，两台极间电压转换开关，两台极间电流切换开关，送端电压源换流器VSC1和受端电压源换流器VSC2，以及送端交流***、受端交流***。 
第一极交流电缆线路L1的两端与极间电流切换开关上部端口相连，极间电流切换开关上部另一端口与极间电压转换开关相连，极间电压转换开关另一侧与送端电压源换流器VSC1和受端电压源换流器VSC2的直流正极输出端相连；第二极交流电缆线路L2的两端与极间电流切换开关下部端口相连，极间电流切换开关下部另一端口与极间电压转换开关相连，极间电压转换开关另一侧与送端电压源换流器VSC1和受端电压源换流器VSC2的直流负极输出端相连；第三极交流电缆线路L3的两端与极间电流切换开关中部端口相连； 
其中首端三相电压源换流器，即送端电压源换流器VSC1的交流侧分别通过换流变压器或电抗器接入送端交流***的同一母线，或不同母线；其中末端三相电压源换流器，即受端电压源换流器VSC2的交流侧分别通过换流变压器或电抗器接入受端交流***的同一母线，或不同母线。 
极间电流转移开关，包括半桥模块化级联换流桥臂、分压电阻R1、分压电阻R2、双向旁路晶闸管Th1和双向旁路晶闸管Th2。当极间电流转移开关的上桥臂导通，下桥臂关断，且双向旁路晶闸管Th1闭锁、双向旁路晶闸管Th2导通，由于分压电阻R1的存在，***正向电流被强迫流过第三极交流电缆线路L3，实现第三极交流电缆线路L3对第一极交流电缆线路L1交流电缆线路电流的分担；当极间电流转移开关的下桥臂导通，上桥臂关断，且双向 旁路晶闸管Th2闭锁、双向旁路晶闸管Th1导通，由于分压电阻R2的存在，***反向电流被强迫流过第三极交流电缆线路L3，实现第三极交流电缆线路L3对第二极交流电缆线路L2交流电缆线路电流的分担。 
送端电压源换流器VSC1和受端电压源换流器VSC2以及极间电流转移开关中的换流桥臂，均采用半桥模块化级联的多电平技术，其中送端电压源换流器VSC1和受端电压源换流器VSC2为三相换流器，每台换流器包含3个单相半桥模块化级联的换流桥臂，每个桥臂由多个完全相同的N个子模块SM串联组成。其中，极间电流转移开关中的换流桥臂即为1个单相半桥模块化级联的换流桥臂，其子模块结构、参数等均与送端电压源换流器VSC1和受端电压源换流器VSC2中的子模块相同。子模块串联数取决于目标***的容量以及电压等级。 
所送端与受端，在***潮流反向的时候，主从关系可以互换，即所述输电***能够实现正反两个方向的电能输送。 
本实用新型提供的一种提升原有交流电缆线路输送容量的输电***，第一极、第二极和第三极交流电缆线路的电压、电流极性均可翻转。采用极间电压切换开关，实现第一极、第二极交流电缆线路电压极性的倒换。采用极间电流转移开关，周期性地改变第三极交流电缆线路的电压极性、电流方向，实现第三极交流电缆线路对第一极、第二极交流电缆线路电流的周期性分担。通过适当的控制，可使输送功率在三极交流电缆线路之间的协调分配，并使三极交流电缆线路电流均达到其发热限制，按运行电压为原交流输电***电压有效值的两倍分析，可提升原有交流线路输送功率1.58倍。本实用新型所述结构中电流在三根交流电缆线路之间流动，不与大地构成通路，避免了高频电磁干扰和大地中金属设备的腐蚀，采用极间电压切换互极间电流转移控制，削弱了电缆线路中的空间电荷积累问题，同时，本实用新型采用半桥模块化级联的多电平串联技术，无需配置大容量无功补偿和滤波设备，在不增加***短路电流水平的同时，还能为交流***提供动态电压支撑及有源滤波功能，可显著提高***运行灵活性和可靠性。 
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。 

Claims (10)

1.一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述***包括送端电压源换流器、送端极间功率协调控制装置、受端极间功率协调控制装置和受端电压源换流器；所述送端电压源换流器的输入端接入送端交流***，其输出端连接所述送端极间功率协调控制装置，所述送端极间功率协调控制装置通过交流电缆线路连接所述受端极间功率协调控制装置，所述受端极间功率协调控制装置通过受端电压源换流器接入受端交流***。 
2.根据权利要求1所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述送端电压源换流器和受端电压源换流器均为模块化多电平电压源换流器；所述模块化多电平电压源换流器的每个桥臂均包括N个依次串联的子模块。 
3.根据权利要求1所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述送端极间功率协调控制装置包括送端极间电压转换开关和送端极间电流转移开关；所述送端极间电流转移开关的输入端通过送端极间电压转换开关连接所述送端电压源换流器，其输出端通过交流电缆线路连接所述受端极间功率协调控制装置。 
4.根据权利要求3所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述送端极间电压转换开关包括节点1、节点2、触点3、触点4、触点3′和触点4′；节点1和节点2之间保持联动，且分别与所述送端电压源换流器输出端正极和负极相连，触点3和触点4分别与所述送端极间电流转移开关的上端子和下端子相连，通过节点1在触点3与触点3′之间的切换，以及节点2在触点4与触点4′之间的切换，实现送端电压源换流器对交流输电线路输出电压极性的周期性倒换。 
5.根据权利要求3所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述送端极间电流转移开关包括送端上桥臂电流转移开关和送端下桥臂电流转移开关； 
所述送端上桥臂电流转移开关包括依次串联的N个子模块及分压电阻和双向旁路晶闸管并联组成的R1-Th1支路；串联后的子模块一端连接所述送端极间电压转换开关，另一端连接第三极交流电缆线路；所述送端极间电压转换开关的输出端同时通过连接R1-Th1支路与第一极交流电缆线路连接； 
所述送端下桥臂电流转移开关包括依次串联的N个子模块及分压电阻和双向旁路晶闸管并联组成的R2-Th2支路；串联后的子模块一端连接所述送端极间电压转换开关，另一端连接第三极交流电缆线路；所述送端极间电压转换开关的输出端同时通过连接R2-Th2支路与第二极交流电缆线路连接。 
6.根据权利要求4所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所 述受端极间功率协调控制装置包括受端极间电流转移开关和受端极间电压转换开关；所述受端极间电流转移开关的输入端通过交流电缆线路连接所述送端极间电流转移开关，其输出端通过受端极间电压转换开关连接所述受端电压源换流器。 
7.根据权利要求6所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述受端极间电流转移开关包括受端上桥臂电流转移开关和受端下桥臂电流转移开关；所述受端上桥臂电流转移开关和受端下桥臂电流转移开关均包括依次串联的N个子模块； 
所述受端上桥臂电流转移开关中串联后的子模块一端连接第一极交流电缆线路和所述受端极间电压转换开关上输入端，其另一端连接第三极交流电缆线路； 
所述受端下桥臂电流转移开关中串联后的子模块一端连接第二极交流电缆线路和所述受端极间电压转换开关下输入端，其另一端连接第三极交流电缆线路。 
8.根据权利要求6所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述受端极间电压转换开关包括节点12、节点22、触点32、触点42、触点32′和触点42′；节点12、节点22、节点1与节点2之间均保持联动，且节点12和节点22分别与所述受端电压源换流器输出端正极和负极相连，触点32和触点42分别与所述受端极间电流转移开关的上端子和下端子相连，通过节点12在触点32与触点32′之间的切换，以及节点22在触点42与触点42′之间的切换，实现受端电压源换流器对交流输电线路输出电压极性的周期性倒换。 
9.根据权利要求2、5或7所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述子模块包括第一IGBT模块和第二IGBT模块，所述第一IGBT模块和第二IGBT模块均包括IGBT和与其反并联的二极管；所述第一IGBT模块和第二IGBT模块串联后与直流电容并联。 
10.根据权利要求2所述的提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***，其特征在于：所述送端电压源换流器的输入端接入送端交流***的同一母线或不同母线；所述受端电压源换流器接入受端交流***的同一母线或不同母线。 
CN201420222508.1U 2014-04-30 2014-04-30 一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电*** Expired - Lifetime CN203859516U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420222508.1U CN203859516U (zh) 2014-04-30 2014-04-30 一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420222508.1U CN203859516U (zh) 2014-04-30 2014-04-30 一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203859516U true CN203859516U (zh) 2014-10-01

Family

ID=51609355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201420222508.1U Expired - Lifetime CN203859516U (zh) 2014-04-30 2014-04-30 一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203859516U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103986154A (zh) * 2014-04-30 2014-08-13 国家电网公司 一种提升交流电缆线路输送容量的方波输电***
CN104836250A (zh) * 2015-05-29 2015-08-12 国网智能电网研究院 一种新型极间电流转移开关

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103986154A (zh) * 2014-04-30 2014-08-13 国家电网公司 一种提升交流电缆线路输送容量的方波输电***
CN103986154B (zh) * 2014-04-30 2017-01-18 国家电网公司 一种提升交流电缆线路输送容量的方波输电***
CN104836250A (zh) * 2015-05-29 2015-08-12 国网智能电网研究院 一种新型极间电流转移开关

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103986154A (zh) 一种提升交流电缆线路输送容量的方波输电***
CN102738819B (zh) 采用混合换流技术提高交流线路传输能力的输电***
CN103001242B (zh) 一种基于模块化多电平换流器的hvdc兼upfc***
CN103606917B (zh) 采用非正弦交流输电提升城市电网输送能力的输电***
CN101621254B (zh) 应用在配电网的电力电子变压器
CN103606946B (zh) 一种基于mmc提升交流架空线路输送能力的输电***
CN101872981B (zh) 一种电气化铁路电能质量补偿装置
CN105071670A (zh) 三相整流升压电路及其控制方法以及不间断电源
CN106026154A (zh) 特高压直流分层接入输电***的建模方法
CN201584899U (zh) 一种电力电子变压器的拓扑结构
CN107370391A (zh) 面向中高压智能配电网的桥臂复用电力电子变压器
CN105141153A (zh) 一种三相整流升压电路及其控制方法以及不间断电源
CN109510492A (zh) 一种基于桥臂分叉结构的双输出mmc拓扑
CN108631326A (zh) 基于Buck型三电平交交变换器的无功和谐波补偿装置
CN102738820B (zh) 采用电压源换流技术提高交流线路传输能力的输电***
CN103840474B (zh) 一种中高压直挂式静止同步无功补偿器主电路拓扑结构
CN101834451A (zh) 高压背靠背变流器
CN203859516U (zh) 一种提升交流电缆线路输送容量的方波交流输电***
CN102983586B (zh) 一种基于三电平电压源换流器的hvdc兼upfc***
CN204669246U (zh) 模块化多电平换流器
CN110535133A (zh) 一种柔性多状态开关装置及***
CN204144944U (zh) 一种基于h桥子模块的非正弦交流输电***
CN203166539U (zh) 一种基于模块化多电平换流器的hvdc兼upfc***
CN208461698U (zh) 直流变压器拓扑结构
CN203119788U (zh) 三电平逆变单元与光伏逆变器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20141001