CN207490512U - 一种三端直流输电*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种三端直流输电***，通过在三个换流站中设置的两个开关组合，在需要将一个换流站从整流模式切换至逆变模式、另一个换流站从逆变模式切换至整流模式时，只需控制相应开关组合的通断，就能实现换流站运行模式的快速切换慢，保证运行模式的可靠切换。另外，各端换流站均配备极隔离以及极性转换隔离开关，实现直流输电***的故障快速隔离和极性快速切换。
Description
技术领域
本实用新型属于直流输电技术领域，具体涉及一种三端直流输电***。
背景技术
随着电力***的不断发展，直流输电在电网中的应用逐年增加。相比于传统的交流输电，高压直流输电具有线路造价低、功率损耗小、无需无功补偿等优点，更适合大容量远距离传输。为解决我国能源和经济发展的不平衡问题而制定的“西电东送，全国联网”战略中，高压直流输电都发挥了关键作用。
然而，传统的直流输电依然停留在点对点传输的两端直流输电***水平上。随着新能源的发展，分布式电源的并网，多电源供电以及多落点受电的电网需求，多端直流输电***开始受到广泛关注。
相比于两端直流输电网络，多端直流输电网络能够节约线路走廊，降低运行成本，供电可靠性及灵活性更好，***冗余配置能够适应不同的供电模式，潮流控制更为灵活安全，对于新能源对电网安全稳定运行的影响也有极大的改善作用。
目前，多端直流输电***拓扑结构可分为串联型和并联型两种。串联型换流站之间以同等级直流电流运行，功率分配由直流电压决定，串联接线方式线路损耗较大，不易控制，扩展的灵活性不高，且具有相对较多的运行问题，工程中使用极少。并联型换流站之间以同等级直流电压运行，功率分配由直流电流决定。
并联型多端直流输电***可分为放射式、手拉手、环形及网状等结构，例如一篇2016年4月发表在《南方电网技术》期刊第10卷第4期、名称为《柔性直流配电网典型运行方式及切换方法》的期刊，提供的一种两端结构的直流配电网。由于直流断路器研究技术的限制，现有多端直流输电***拓扑的***控制保护难度大，可靠性不高，各端协调控制响应速度较慢，工程造价高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种三端直流输电***，用于解决现有三端直流输电***可靠性不高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种三端直流输电***，包括以下解决方案：
包括三个并联的直流换流站，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子。
三个直流换流站分别设置有接地极。
每个直流换流站的正极换流器通过第一开关连接各自直流换流站的正极线路，每个直流换流站的负极换流器通过第二开关连接各自直流换流站的负极线路。
每个直流换流站的正极换流器还通过第三开关连接各自换流站的负极线路，每个直流换流站的负极换流器还通过第四开关连接各自换流站的正极线路。
所述两个开关组合设置在其中一个直流换流站内。
三端直流输电***还包括分别连接每个直流换流站的正极母线和负极母线，所述第一开关通过正极母线连接所述正极线路，所述第二开关通过负极母线连接所述负极线路。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过在三个换流站中设置的两个开关组合，在需要将一个换流站从整流模式切换至逆变模式、另一个换流站从逆变模式切换至整流模式时，只需控制相应开关组合的通断，就能实现换流站运行模式的快速切换慢，保证运行模式的可靠切换。
本实用新型将快速直流开关集中配置在一个换流站，节省了数量，降低投资与成本，故障反应速度更加迅速，各端隔离开关的配置，与快速直流开关的有效配合，能够迅速实现***的极性转换及传输功率反转，控制更加灵活。
附图说明
图1是三端直流输电***的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
实施例一：
本实施例的三端直流输电***，包括三个并联的直流换流站，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子。并且，三个直流换流站分别设置有接地极。
基于上述结构的三端直流输电***，当需要切换运行模式的两个直流换流站的其中一个作为第一换流站运行于整流模式、另一个作为第二换流站运行于逆变模式时，采用以下步骤切换两个直流换流站的运行模式：
1)闭锁第一换流站和第二换流站，通过控制第一开关组合、第二开关组合断开第一换流站和第二换流站的连接；
2)控制所述第一换流站从整流模式切换至逆变模式，控制所述第二换流站从逆变模式切换至整流模式；
3)控制第一开关组合、第二开关组合连通第一换流站和第二换流站的连接，解锁第一换流站和第二换流站。
本实用新型通过在三个换流站中设置的两个开关组合，在需要将一个换流站从整流模式切换至逆变模式、另一个换流站从逆变模式切换至整流模式时，只需控制相应开关组合的通断，就能实现换流站运行模式的快速切换慢，保证运行模式的可靠切换。
作为本实施例的进一步改进，上述三端直流输电***中，每个直流换流站的正极换流器通过第一开关连接各自直流换流站的正极线路，每个直流换流站的负极换流器通过第二开关连接各自直流换流站的负极线路。每个直流换流站的正极换流器还通过第三开关连接各自换流站的负极线路，每个直流换流站的负极换流器还通过第四开关连接各自换流站的正极线路。
每个直流换流站还包括正极母线和负极母线，第一开关通过正极母线连接正极线路，第二开关通过负极母线连接负极线路。并且，两个开关组合设置在其中一个直流换流站内。
对于三个直流换流站，其中任意一个换流站的正负极性按照以下步骤进行转换：
(1)闭锁需要转换极性的换流站，控制第一开关组合与第二开关组合，断开所述转换极性的换流站与其他换流站的连接；
(2)断开所述转换极性的换流站中的第一开关和第二开关，闭合所述转换极性的换流站中的第三开关和第四开关；
(3)控制第一开关组合与第二开关组合，连通所述转换极性的换流站与其他换流站的连接，解锁极性转换后的换流站。
本实用新型还能通过两个开关组合中相应开关的控制，实现换流站中的极性转换，提高换流站的正极切换到负极、同时负极切换到正极的速度，同时保证极性切换后***的稳定性。
实施例二：
如图1所示三端直流输电***，包含S1、S2、S3共三个常规直流换流站，S2为中间换流站，S1、S3为两端换流站。公共接地点设置在S2换流站，经线路连接到S1、S3的中性母线上，提供替代中性点，保证任意换流站退出后仍能提供有效的电压参考。
S1、S2、S3换流站换流器出口处均配备隔离开关，由换流站后缀加以标注区分，分别为Q10S1、Q11S1、Q10S2、Q11S2、Q10S3、Q11S3，用于隔离换流器及对应的直流双极母线。
S1、S2、S3换流站双极直流母线与双极直流线路经两个隔离开关相连，对于S1站，分别为Q1S1、Q2S1、Q3S1、Q4S1、Q5S1、Q6S1、Q7S1和Q8S1；对于S2站，分别为Q1S2、Q2S2、Q3S2、Q4S2、Q5S2、Q6S2、Q7S2和Q8S2；对于S3站，分别为Q1S3、Q2S3、Q3S3、Q4S3、Q5S3、Q6S3、Q7S3和Q8S3，具有直流极的隔离以及极性转换双重功能。
中间换流站(S2换流站)直流母线出口处配备角形连接的三个直流快速开关，以正极为例，分别为Q12S2、Q13S2及Q14S2，具有极性转换，直流线路隔离及直流极隔离多种功能。其中，Q13S2和Q14S2用于快速隔离S1换流站和S2换流站之间的故障线路，Q12S2和Q14S2用于快速隔离S2和S3换流站之间的故障线路，Q12S2和Q13S2用于快速隔离S2换流站的直流极。
S2换流站配备有Q18S2、Q19S2、Q20S2、Q21S2、Q22S2及Q23S2，用于隔离相应的故障线路。
本实用新型的三端直流输电***的极性转换方案，包括如下步骤：
(1)S1、S2换流站运行于整流模式，S3换流站运行于逆变模式；
(2)降低S1换流站功率，闭锁S1换流站；
(3)断开S2换流站的快速开关Q14S2、Q17S2，断开S1换流站的Q1S1、Q2S1、Q5S1和Q6S1，闭合S1换流站的Q3S1、Q4S1、Q7S1和Q8S1；
(4)闭合S2换流站的快速开关Q13S2、Q16S2，以逆变模式解锁S1换流站。
本实用新型的三端直流输电***的快速功率反转策略，包括以下步骤：
(1)S1换流站运行于整流模式，S3换流站运行于逆变模式；
(2)降低S1换流站功率，闭锁S1、S3换流站；
(3)断开S2换流站的快速开关Q14S2、Q17S2，断开S1换流站的Q1S1、Q2S1、Q5S1和Q6S1，闭合S1换流站的Q3S1、Q4S1、Q7S1和Q8S1，断开S3换流站的Q1S3、Q2S3、Q5S3和Q6S3，闭合S3换流站的Q3S3、Q4S3、Q7S3和Q8S3；
(4)闭合S2换流站的快速开关Q14S2、Q17S2，解锁S1、S3换流站，S1运行于逆变模式，S3运行于整流模式，功率反转完成。
本实用新型的各端换流站均配备极隔离以及极性转换隔离开关。用于故障隔离的快速直流开关集中配置于中间换流站，采用角形结构，通过配合策略可以实现对各站不同故障的快速隔离，***极性转换及功率反转等功能，节约了设备使用，降低成本，提供了***经济性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种三端直流输电***，包括三个并联的直流换流站，其特征在于，还包括两个开关组合，分别为第一开关组合和第二开关组合，每个开关组合均设置有三个端子，每两个端子之间通过开关连接；所述三个直流换流站的主接线方式均为双极接地模式，三个直流换流站的正极线路分别连接第一开关组合的三个端子，三个直流换流站的负极线路分别连接第二开关组合的三个端子。
2.根据权利要求1所述的三端直流输电***，其特征在于，三个直流换流站分别设置有接地极。
3.根据权利要求1所述的三端直流输电***，其特征在于，每个直流换流站的正极换流器通过第一开关连接各自直流换流站的正极线路，每个直流换流站的负极换流器通过第二开关连接各自直流换流站的负极线路。
4.根据权利要求3所述的三端直流输电***，其特征在于，每个直流换流站的正极换流器还通过第三开关连接各自换流站的负极线路，每个直流换流站的负极换流器还通过第四开关连接各自换流站的正极线路。
5.根据权利要求1所述的三端直流输电***，其特征在于，所述两个开关组合设置在其中一个直流换流站内。
6.根据权利要求3所述的三端直流输电***，其特征在于，三端直流输电***还包括分别连接每个直流换流站的正极母线和负极母线，所述第一开关通过正极母线连接所述正极线路，所述第二开关通过负极母线连接所述负极线路。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113507104A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-15 | 中国南方电网有限责任公司 | 一种三端直流稳定控制方法、装置、终端设备及存储介质 |
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2017
- 2017-11-06 CN CN201721464182.3U patent/CN207490512U/zh active Active
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| CN113507104A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-15 | 中国南方电网有限责任公司 | 一种三端直流稳定控制方法、装置、终端设备及存储介质 |
| CN113507104B (zh) * | 2021-07-16 | 2024-02-13 | 中国南方电网有限责任公司 | 一种三端直流稳定控制方法、装置、终端设备及存储介质 |
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