CN209526520U - 多端柔直输电***与交流电网联合的供电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及联合供电技术领域，具体公开一种多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，供电***包括大陆主网***、第一无源电网***、第二无源电网***、第一断路器、第一交流通道、第二交流通道、第一换流和第二换流站。本实用新型提供的供电***利用交流电网备自投功能，优化了柔性直流输电***和交流电网的配合，在一条交流通道停电期间，仍能保持一主一备的可靠供电，减少因某一元件故障引起无源电网停电的风险，提高无源电网供电的可靠性。

Description

多端柔直输电***与交流电网联合的供电***

技术领域

本实用新型涉及联合供电技术领域，尤其涉及一种多端柔直输电***与交流电网联合的供电***。

背景技术

柔性直流输电技术，是一种以可自关断器件为基础的新型输电技术，是新一代高压直流输电技术。相比于传统高压直流输电，柔性直流输电在具有常规直流的全部优点的同时，还具有功率潮流反转快、故障后恢复快、可黑启动和不存在换相失败问题等诸多优点，并且规避了大谐波和需要无功支持等问题。虽然柔性直流技术发展和推广非常迅猛，但交流电网还将继续存在，两者若要长期共存，必将面临如何与当前主流的交流电网配合的问题。

目前，柔性直流输电***的工作过程如下：在各交流变电站中设置状态检测装置对相关交流元件的有功功率及开关位置信息进行实时监测，并将检测结果上报至柔性直流换流站；柔性直流换流站根据各交流变电站上送的交流元件的开关位置信息自动识别交流通道状态；一旦交流通道状态发生变化，柔性直流输电***将自动切换运行模式以配合交流电网的运行。

对于多端柔性直流输电***和两条及以上交流通道一同承担无源电网(如风力发电站、光伏发电站、负荷侧等)电能传输的电力***，这种由柔性直流换流站自动切换运行模式的配合方式会使整个电力***的可靠性降低，原因如下：当其中一条交流通道停运时，电力***会转由多端柔性直流输电***和另一条交流通道共同传输电能，一旦仅剩的一条交流通道发生故障跳闸，柔性直流输电***的运行模式将由“交直流并列运行”切换至“纯直流运行”，此切换过程存在切换失败的风险。如果运行模式切换失败，柔性直流输电***也将跳闸，无源电网将全网失压。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提供一种多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，可以提有效提高多端柔直输电***与交流电网联合的供电***的供电可靠性，有效防止全网失压。

为达以上目的，本实用新型提供一种多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，包括：

大陆主网***，所述大陆主网***包括电导通的第一主网交流变电站和第二主网交流变电站；

第一无源电网***，所述第一无源电网***包括用于与第一负荷连接的第一无源交流变电站；

第二无源电网***，所述第二无源电网***包括用于与第二负荷连接的第二无源交流变电站；

第一断路器，所述第一无源交流变电站通过所述第一断路器与所述第二无源交流变电站导通；

第一交流通道，所述第一无源交流变电站通过所述第一交流通道与所述第一主网交流变电站导通，所述第一交流通道包括第二断路器；

第二交流通道，所述第二无源交流变电站通过所述第二交流通道与所述第二主网交流变电站导通，所述第二交流通道包括第三断路器；

第一换流站，所述第一换流站与所述第二主网交流变电站电导通；

第二换流站，所述第二换流站与所述第一无源交流变电站电导通。

优选地，还包括：

若干第三换流站；

汇线母线，所述第三换流站通过所述汇线母线与所述第一换流站电导通。

优选地，还包括：直流断路器，所述第三换流站通过所述直流断路器与所述汇线母线电导通。

优选地，所述第二换流站通过所述汇线母线与所述第一换流站电导通。

本实用新型的有益效果在于：提供一种多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，利用交流电网备自投功能，优化了柔性直流输电***和交流电网的配合，在一条交流通道停电期间，仍能保持一主一备的可靠供电，减少因某一元件故障引起无源电网停电的风险，提高无源电网供电的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为实施例提供的多端柔直输电***与交流电网联合的供电***的结构框图。

图中：

1、大陆主网***；101、第一主网交流变电站；102、第二主网交流变电站；

2、第一无源电网***；201、第一无源交流变电站；

3、第二无源电网***；301、第二无源交流变电站

4、第一换流站；

5、第二换流站；

6、第三换流站；

7、第一断路器；

8、第一交流通道；801、第二断路器；

9、第二交流通道；901、第三断路器；

10、汇线母线；

11、直流断路器。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供一种多端柔直输电***与交流电网联合的供电***及供电方法，可以提有效提高多端柔直输电***与交流电网联合的供电***的供电可靠性，有效防止全网失压。

参见图1，多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，包括大陆主网***1、第一无源电网***2、第二无源电网***3、第一断路器7、第一交流通道8、第二交流通道9、第一换流和第二换流站5。

所述大陆主网***1包括电导通的第一主网交流变电站101和第二主网交流变电站102；所述第一无源电网***2包括用于与第一负荷连接的第一无源交流变电站201；所述第二无源电网***3包括用于与第二负荷连接的第二无源交流变电站301；所述第一无源交流变电站201通过所述第一断路器7与所述第二无源交流变电站301导通；所述第一无源交流变电站201通过所述第一交流通道8与所述第一主网交流变电站101导通，所述第一交流通道8包括第二断路器801；所述第二无源交流变电站301通过所述第二交流通道9与所述第二主网交流变电站102导通，所述第二交流通道9包括第三断路器901；所述第一换流站4与所述第二主网交流变电站102电导通；所述第二换流站5与所述第一无源交流变电站201电导通。优选地，第一无源交流变电站201和第二无源交流变电站301均连接有风电场。

供电***，还包括若干第三换流站6和一汇线母线10。所述第三换流站6通过所述汇线母线10与所述第一换流站4电导通。所述第二换流站5通过所述汇线母线10与所述第一换流站4电导通。

供电***，还包括直流断路器11，所述第三换流站6通过所述直流断路器11与所述汇线母线10电导通。

本实施例提供的供电***使用一种供电方法，当所述第一交流通道8因故停电时，所述供电方法包括停电操作和复电操作。

具体地，供电方法的主要思路如下：

当一条交流通道因故停电期间，将多端柔直供电***的多个无源电网并联运行(如无源电网已并联，则跳过此步骤)，另一条可用的交流通道断开作为备用线路，由多端柔性直流输电***的双端运行方式(即只有两端运行)，独自对合并后的无源电网进行电能传输。

当第一交流通道8停电时，如果多端柔直供电***发生故障跳闸，第二无源交流变电站301的备自投将动作合上备用线路，无源电网转由备用的交流通道供电。第二交流通道9停电时，如果柔直***发生故障跳闸，第一无源交流变电站201的备自投将动作合上备用线路，无源电网转由备用的交流通道供电。在一条交流通道停电期间，仍能保持一主一备的可靠供电。采用本策略可提高无源电网供电的可靠性。

下面以第一交流通道8停电为例进行详细介绍，第二交流通道9的配合策略类似。

S10：所述停电操作包括：

S101：将多端柔性直流输电***由多端运行方式转为双端运行方式；

具体地，S101可以分以下两种情况：

①第三换流站6直流侧有直流断路器11时，通过操作直流断路器11使第三换流站6与汇线母线10断开，从而实现第三换流站6的在线退出；

②第三换流站6直流侧没有直流断路器11，在实际运行的环境中，许多换流站并未配备直流断路器11，此时可以将柔性直流输电***停运，再重新启动至双端运行模式。

S102：确认第二无源交流变电站301的备自投装置运行设置正常；

具体地，检查内容包括：

①确认备自投装置运行正常；

②确认备自投装置未投入“上级切负荷闭锁备自投功能”，如有投入须退出。

S103：为第二换流站5设定“定有功功率”的目标值；

具体地，“潮流自动控制”是为了有效利用柔性直流输电***在传输间歇性新能源方面优势的一种有功控制策略，其原理是由柔性直流输电***尽可能多的传输有功功率，以减小交流线路传输的有功功率。在后续操作中将合上第一断路器7，将第一无源电网***2和第二无源电网***3并联运行，无源电网侧换流站的“潮流自动控制”软压板将自动退出，有功功率控制策略转为“定有功控制”，有功功率将以设定值进行传输，不再由***自行控制。对“定有功功率”目标值的合理设定可降低后续操作中有功功率的冲击。

S104：使第一无源电网***2和第二无源电网***3并联运行；

具体地，所述S104包括：

①合上第一断路器7，使第一无源电网***2和第二无源电网并联运行；

②确认第二侧换流站的“潮流自动控制”软压板已退出。

S105：将第二交流通道9转为备用状态；

具体地，所述S105包括：

①断开第三断路器901；

②确认作为备用的第二交流通道9所连接的第二无源交流变电站301备自投装置充电正常。

S106：调整第二换流站5的“定有功功率”的目标值；

具体地，调整第二换流站5的“定有功功率”目标值，尽量将准备停电的交流通道的功率控制为“0”。将准备停电的交流通道的功率控制为“0”，可减小柔直***由“交直流并联运行”切换为“纯直流运行”时的冲击。

S107：将第一交流通道8转为检修状态；

具体地，所述S107包括：

①断开第二断路器801；

②确认第二换流站5已经由“交直流并联运行”切换为“纯直流运行”；

③确认第二无源交流变电站301的备自投装置运行设置正常；

④将第一交流通道8切换至检修状态。

S20：所述复电操作包括：

S201：将第一交流通道8恢复运行；

具体地，所述S201包括：

①将第一交流通道8转为运行状态；

②确认第二换流站5已由“纯直流运行”切换为“交直流并联运行”。

S202：将第二交流通道9恢复运行；

具体地，闭合第三断路器901，回复第二交流通道9。

S203：投入第二换流站5的“潮流自动控制”软压板；

S204：使第一无源电网***2和第二无源电网***3分列运行；

具体地，所述S204包括：

①断开第一断路器7；

②确认第二无源交流变电站301的备自投装置充电正常。

S205：将多端柔性直流输电***由双端运行方式转为多端运行方式。

具体地，S205可以分以下两种情况：

①第三换流站6直流侧有直流断路器11时，通过操作直流断路器11使第三换流站6与汇线母线10导通，从而实现第三换流站6的在线并列；

②第三换流站6直流侧没有直流断路器11，在实际运行的环境中，许多换流站并未配备直流断路器11，此时可以将柔性直流输电***停运，再重新启动至多端运行模式。

具体地，操作完成，多端柔直供电***恢复至如图1所示的日常运行方式。

本实施例提供的供电***适用于多端柔性直流输电***和两条及以上交流通道一同承担无源电网(如风力发电站、光伏发电站、负荷侧等)电能传输的电力***。此类电网有交流线路停电时，按照调整交流电网和柔直供电***的运行方式，并利用交流电网备自投功能，提高电网可靠性。

本实施例提供的供电***和供电方法利用交流电网备自投功能，优化了柔性直流输电***和交流电网的配合，在一条交流通道停电期间，仍能保持一主一备的可靠供电，减少因某一元件故障引起无源电网停电的风险，提高无源电网供电的可靠性。

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；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，其特征在于，包括：

大陆主网***(1)，所述大陆主网***(1)包括电导通的第一主网交流变电站(101)和第二主网交流变电站(102)；

第一无源电网***(2)，所述第一无源电网***(2)包括用于与第一负荷连接的第一无源交流变电站(201)；

第二无源电网***(3)，所述第二无源电网***(3)包括用于与第二负荷连接的第二无源交流变电站(301)；

第一断路器(7)，所述第一无源交流变电站(201)通过所述第一断路器(7)与所述第二无源交流变电站(301)导通；

第一交流通道(8)，所述第一无源交流变电站(201)通过所述第一交流通道(8)与所述第一主网交流变电站(101)导通，所述第一交流通道(8)包括第二断路器(801)；

第二交流通道(9)，所述第二无源交流变电站(301)通过所述第二交流通道(9)与所述第二主网交流变电站(102)导通，所述第二交流通道(9)包括第三断路器(901)；

第一换流站(4)，所述第一换流站(4)与所述第二主网交流变电站(102)电导通；

第二换流站(5)，所述第二换流站(5)与所述第一无源交流变电站(201)电导通。

2.根据权利要求1所述的多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，其特征在于，还包括：

若干第三换流站(6)；

汇线母线(10)，所述第三换流站(6)通过所述汇线母线(10)与所述第一换流站(4)电导通。

3.根据权利要求2所述的多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，其特征在于，还包括：

直流断路器(11)，所述第三换流站(6)通过所述直流断路器(11)与所述汇线母线(10)电导通。

4.根据权利要求3所述的多端柔直输电***与交流电网联合的供电***，其特征在于，所述第二换流站(5)通过所述汇线母线(10)与所述第一换流站(4)电导通。