一種提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，包括送端電壓源換流器、送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置、受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置和受端電壓源換流器；送端電壓源換流器的輸出端連接所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置，送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置通過交流電纜線路連接受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置，受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置通過受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)。本發(fā)明利用了模塊化多電平電壓源換流器良好的控制性能，配合極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)和極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，解決了交流電纜線路的增容改造問題，減小空間電荷積累對電纜線路絕緣的影響，并具備動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償、諧波治理等功能，為解決負(fù)荷日益增長與新建線路日趨困難的矛盾具有重要意義。
【專利說明】一種提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸電系統(tǒng)，具體講涉及一種基于MMC提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，我國城鎮(zhèn)化發(fā)展速度進(jìn)一步加快，城市用電負(fù)荷不斷增長，客觀上要求電網(wǎng)規(guī)模與傳輸容量保持持續(xù)發(fā)展，然而目前城市電網(wǎng)普遍存在以下問題。
[0003]城市用電負(fù)荷增加，交流線路輸送能力不足，線路走廊匱乏。對于重載的交流線路，無法通過加裝FACTS裝置大幅提高輸送能力，而新建線路遇到的阻力越來越大，特別是進(jìn)城的線路工程，在征地、環(huán)保方面難以得到支持。城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益緊密，短路電流問題突出。
[0004]城市電網(wǎng)發(fā)展速度較快，電網(wǎng)線路相互交織，緊密程度較高，等效阻抗較小，導(dǎo)致電網(wǎng)的短路電流水平較高。如采用新建交流線路來解決城市電網(wǎng)供電能力不足的問題，將會(huì)造成電網(wǎng)進(jìn)一步緊密，等效阻抗進(jìn)一步減小，從而導(dǎo)致短路電流增大，影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。
[0005]城市電網(wǎng)無功電壓調(diào)節(jié)日趨困難，電壓穩(wěn)定性問題不容忽視。城市電網(wǎng)中電纜線路日益增多，市區(qū)變電站受用地限制，感性無功配置普遍不足，無功電壓調(diào)節(jié)日趨困難，尤其是電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)段，電壓偏高情況嚴(yán)重。此外，城市電網(wǎng)中空調(diào)負(fù)荷、電動(dòng)機(jī)負(fù)荷比重較大，由于快速的動(dòng)態(tài)無功調(diào)整能力不足，電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)段動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定問題逐漸突出。
[0006]鑒于上述問題，有必要研究新的技術(shù)手段，既要充分發(fā)揮現(xiàn)有線路走廊輸?shù)妮旊姖摿?，又要防止出現(xiàn)短路電流超標(biāo)和動(dòng)態(tài)無功支撐不足等問題。
[0007]從輸電線路方面來看，制約交流線路傳輸容量的主要因素是絕緣耐受能力。目前，交流系統(tǒng)的絕緣按照電壓峰值設(shè)計(jì)，但是傳輸容量是由電壓有效值決定，僅為峰值的71%。研究表明，交流線路在直流方式下運(yùn)行，由于絕緣層內(nèi)的電場分布、發(fā)熱情況等方面的差異，交流線路的直流絕緣強(qiáng)度幾乎是交流電壓的2?3倍或更大。另外，對于電纜線路，由于其電容要比架空線路大得多，如果采用交流輸電方式并且當(dāng)電纜長度超過一定數(shù)值(如40?60km)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電容電流占用電纜芯線全部有效負(fù)載能力的情況，而采用直流輸電方式，其穩(wěn)態(tài)電容電流僅是由紋波電壓引起，數(shù)值很小，故電纜的送電長度幾乎不受電容電流的限制。但是，交流電纜線路在直流工況下下空間電荷積累嚴(yán)重，長時(shí)間加壓后絕緣中電場強(qiáng)度可增至初始值的7?9倍。而實(shí)際運(yùn)行的交流電纜在研制時(shí)沒有考慮空間電荷問題，所以將交流電纜線路轉(zhuǎn)為直流運(yùn)行后，空間電荷將導(dǎo)致電場畸變，嚴(yán)重時(shí)可引起電纜絕緣的擊穿。因此，針對電纜線路，本發(fā)明提出以交流方波輸電為主要特征的非正弦交流輸電系統(tǒng)，可大幅提高交流電纜線路的輸送能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于MMC提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，利用了模塊化多電平電壓源換流器良好的控制性能，配合極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)和極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，很好的解決了交流電纜線路的增容改造問題，減小空間電荷積累對電纜線路絕緣的影響，并具備動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償、諧波治理等功能，為解決負(fù)荷日益增長與新建線路日趨困難的矛盾具有重要意義。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0010]本發(fā)明提供一種提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，所述交流電纜線路由導(dǎo)線、絕緣層和保護(hù)層構(gòu)成，所述絕緣層和保護(hù)層依次包裹在導(dǎo)線外部；所述系統(tǒng)包括送端電壓源換流器、送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置、受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置和受端電壓源換流器；所述送端電壓源換流器的輸入端接入送端交流系統(tǒng)，其輸出端連接所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置，所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置通過交流電纜線路連接所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置，所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置通過受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)。
[0011]所述送端電壓源換流器和受端電壓源換流器均為模塊化多電平電壓源換流器；所述模塊化多電平電壓源換流器的每個(gè)橋臂均包括N個(gè)依次串聯(lián)的子模塊。
[0012]所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置包括送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)和送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)；所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的輸入端通過送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述送端電壓源換流器，其輸出端通過交流電纜線路連接所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置。
[0013]所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)包括節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、觸點(diǎn)3、觸點(diǎn)4、觸點(diǎn)3'和觸點(diǎn)4/ ;節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)2之間保持聯(lián)動(dòng)，且分別與所述送端電壓源換流器輸出端正極和負(fù)極相連，觸點(diǎn)3和觸點(diǎn)4分別與所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的上端子和下端子相連，通過節(jié)點(diǎn)I在觸點(diǎn)3與觸點(diǎn)3'之間的切換，以及節(jié)點(diǎn)2在觸點(diǎn)4與觸點(diǎn)4'之間的切換，實(shí)現(xiàn)送端電壓源換流器對交流輸電線路輸出電壓極性的周期性倒換。
[0014]所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括送端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和送端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)；
[0015]所述送端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊及分壓電阻和雙向旁路晶閘管并聯(lián)組成的Rl-Thl支路；串聯(lián)后的子模塊一端連接所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，另一端連接第三極交流電纜線路；所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端同時(shí)通過連接Rl-Thl支路與所述第一極交流電纜線路連接；
[0016]所述送端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊及分壓電阻和雙向旁路晶閘管并聯(lián)組成的R2-Th2支路；串聯(lián)后的子模塊一端連接所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，另一端連接第三極交流電纜線路；所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端同時(shí)通過連接R2-Th2支路與所述第二極交流電纜線路連接。
[0017]所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置包括受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)；所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的輸入端通過交流電纜線路連接所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，其輸出端通過受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述受端電壓源換流器。
[0018]所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)；所述受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)均包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊；
[0019]所述受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)中串聯(lián)后的子模塊一端連接第一極交流電纜線路和所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)上輸入端，其另一端連接第三極交流電纜線路；
[0020]所述受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)中串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第二極交流電纜線路和所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)下輸入端，其另一端連接第三極交流電纜線路。
[0021]所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)包括節(jié)點(diǎn)12、節(jié)點(diǎn)22、觸點(diǎn)32、觸點(diǎn)42、觸點(diǎn)32'和觸點(diǎn)42';節(jié)點(diǎn)12、節(jié)點(diǎn)22、節(jié)點(diǎn)I與節(jié)點(diǎn)2之間均保持聯(lián)動(dòng)，且節(jié)點(diǎn)12和節(jié)點(diǎn)22分別與所述受端電壓源換流器輸出端正極和負(fù)極相連，觸點(diǎn)32和觸點(diǎn)42分別與所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的上端子和下端子相連，通過節(jié)點(diǎn)12在觸點(diǎn)32與觸點(diǎn)32'之間的切換，以及節(jié)點(diǎn)22在觸點(diǎn)42與觸點(diǎn)42'之間的切換，實(shí)現(xiàn)受端電壓源換流器對交流輸電線路輸出電壓極性的周期性倒換。
[0022]所述子模塊包括第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊，所述第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊均包括IGBT和與其反并聯(lián)的二極管；所述第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊串聯(lián)后與直流電容并聯(lián)。
[0023]所述送端電壓源換流器的輸入端接入送端交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線；所述受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]1、該輸電系統(tǒng)利用了模塊化多電平電壓源換流器良好的控制性能，配合極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)和極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，能夠很好的解決三相交流電纜輸電線路的增容改造問題，最大化原有交流電流線路的傳輸功率；
[0026]2、本發(fā)明所述的輸電系統(tǒng)是針對交流電纜線路的增容改造技術(shù)，大大削弱了電纜線路中空間電荷積累的問題，保證了改造后電纜線路的絕緣性能，；
[0027]3、本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)，能夠充分、均衡利用三相交流電纜線路的通流能力，而且三相電流之和在任意時(shí)刻為零，不會(huì)產(chǎn)生流經(jīng)大地的零序環(huán)流；
[0028]4、本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)，可大幅提高原有交流線路的輸送能力，其電壓源換流器與極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)采用相同的MMC換流閥，技術(shù)成熟度高，可擴(kuò)展性強(qiáng)，推廣應(yīng)用前景良好；
[0029]5、本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)，應(yīng)用于三相交流電纜線路輸電系統(tǒng)改造，在不增加電網(wǎng)短路水平的同時(shí)，顯著提升系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性和可靠性；
[0030]6、本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)采用電壓源換流器，具備動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償、諧波治理等功能，為解決負(fù)荷日益增長與新建線路日趨困難的矛盾具有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)原理示意圖；
[0033]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)中子模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)中各極交流電纜線路電流、電壓變化示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036]如圖1，本發(fā)明提供一種提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，所述交流電纜線路由導(dǎo)線、絕緣層和保護(hù)層構(gòu)成，所述絕緣層和保護(hù)層依次包裹在導(dǎo)線外部；所述系統(tǒng)包括送端電壓源換流器、送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置、受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置和受端電壓源換流器；所述送端電壓源換流器的輸入端接入送端交流系統(tǒng)，其輸出端連接所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置，所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置通過交流電纜線路連接所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置，所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置通過受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)。
[0037]所述送端電壓源換流器和受端電壓源換流器均為模塊化多電平電壓源換流器；所述模塊化多電平電壓源換流器的每個(gè)橋臂均包括N個(gè)依次串聯(lián)的子模塊。
[0038]所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置包括送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)和送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)；所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的輸入端通過送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述送端電壓源換流器，其輸出端通過交流電纜線路連接所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置。
[0039]如圖2，送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)包括節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、觸點(diǎn)3、觸點(diǎn)4、觸點(diǎn)3'和觸點(diǎn)4/ ;節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)2之間保持聯(lián)動(dòng)，且分別與所述送端電壓源換流器輸出端正極和負(fù)極相連，觸點(diǎn)3和觸點(diǎn)4分別與所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的上端子和下端子相連，通過節(jié)點(diǎn)I在觸點(diǎn)3與觸點(diǎn)3'之間的切換，以及節(jié)點(diǎn)2在觸點(diǎn)4與觸點(diǎn)4'之間的切換，實(shí)現(xiàn)送端電壓源換流器對交流輸電線路輸出電壓極性的周期性倒換。
[0040]所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括送端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和送端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)；
[0041]所述送端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊及分壓電阻和雙向旁路晶閘管并聯(lián)組成的Rl-Thl支路；串聯(lián)后的子模塊一端連接所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，另一端連接第三極交流電纜線路；所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端同時(shí)通過連接Rl-Thl支路與所述第一極交流電纜線路連接；
[0042]所述送端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊及分壓電阻和雙向旁路晶閘管并聯(lián)組成的R2-Th2支路；串聯(lián)后的子模塊一端連接所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，另一端連接第三極交流電纜線路；所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端同時(shí)通過連接R2-Th2支路與所述第二極交流電纜線路連接。
[0043]所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置包括受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)；所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的輸入端通過交流電纜線路連接所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，其輸出端通過受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述受端電壓源換流器。
[0044]所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)；所述受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)均包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊；
[0045]所述受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)中串聯(lián)后的子模塊一端連接第一極交流電纜線路和所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)上輸入端，其另一端連接第三極交流電纜線路；
[0046]所述受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)中串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第二極交流電纜線路和所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)下輸入端，其另一端連接第三極交流電纜線路。[0047]所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)包括節(jié)點(diǎn)12、節(jié)點(diǎn)22、觸點(diǎn)32、觸點(diǎn)42、觸點(diǎn)32'和觸點(diǎn)42';節(jié)點(diǎn)12、節(jié)點(diǎn)22、節(jié)點(diǎn)I與節(jié)點(diǎn)2之間均保持聯(lián)動(dòng)，且節(jié)點(diǎn)12和節(jié)點(diǎn)22分別與所述受端電壓源換流器輸出端正極和負(fù)極相連，觸點(diǎn)32和觸點(diǎn)42分別與所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的上端子和下端子相連，通過節(jié)點(diǎn)12在觸點(diǎn)32與觸點(diǎn)32'之間的切換，以及節(jié)點(diǎn)22在觸點(diǎn)42與觸點(diǎn)42'之間的切換，實(shí)現(xiàn)受端電壓源換流器對交流輸電線路輸出電壓極性的周期性倒換。
[0048]如圖3，所述子模塊包括第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊，所述第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊均包括IGBT和與其反并聯(lián)的二極管；所述第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊串聯(lián)后與直流電容并聯(lián)。
[0049]所述送端電壓源換流器的輸入端接入送端交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線；所述受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線。
[0050]輸電系統(tǒng)工作原理示意圖如圖4所示。通過周期性改變第三極交流電纜線路電壓的極性與電流的方向，實(shí)現(xiàn)第三極交流電纜線路對第一極或第二極交流電纜線路的電流的周期性分擔(dān)，能夠在發(fā)熱限制相同的條件下增大原有輸電系統(tǒng)的輸送功率。通過周期性的改變第一極與第二極交流電纜線路電壓的極性，消減電纜線路空間電荷的積累。第一極、第二極交流電纜線路電流的大小在Imax和Imin之間周期性變化，方向隨交流電纜線路電壓極性的變化而變化；第三極交流電纜線路的電流大小不變，始終為Imax-1min,但方向同樣隨交流電纜線路電壓極性的變化而變化。
[0051]第一極、第二極和第三極交流電纜線路發(fā)熱限制相同，設(shè)其熱穩(wěn)定極限電流為In=LOpu0為使第三極交流 電纜線路達(dá)到其發(fā)熱限制，則需滿足
[0052]Imax-1min = In = I.0pu (I)
[0053]第一極交流電纜線路、第二極交流電纜線路的電流在最大電流Imax和最小電流Imin之間變化，電流在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)的有效值同樣要達(dá)到其發(fā)熱限制，以保證三極交流電纜線路輸送功率均達(dá)到其熱穩(wěn)定極限。具體在圖4中表現(xiàn)為O到t4的時(shí)間內(nèi)，第一極交流電纜線路、第二極交流電纜線路、第三極交流電纜線路的電流有效值相等因此需滿足
【權(quán)利要求】
1.一種提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，所述交流電纜線路由導(dǎo)線、絕緣層和保護(hù)層構(gòu)成，所述絕緣層和保護(hù)層依次包裹在導(dǎo)線外部；其特征在于:所述系統(tǒng)包括送端電壓源換流器、送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置、受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置和受端電壓源換流器；所述送端電壓源換流器的輸入端接入送端交流系統(tǒng)，其輸出端連接所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置，所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置通過交流電纜線路連接所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置，所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置通過受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述送端電壓源換流器和受端電壓源換流器均為模塊化多電平電壓源換流器；所述模塊化多電平電壓源換流器的每個(gè)橋臂均包括N個(gè)依次串聯(lián)的子模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述送端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置包括送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)和送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)；所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的輸入端通過送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述送端電壓源換流器，其輸出端通過交流電纜線路連接所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)包括節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、觸點(diǎn)3、觸點(diǎn)4、觸點(diǎn)3'和觸點(diǎn)4';節(jié)點(diǎn)I和節(jié)點(diǎn)2之間保持聯(lián)動(dòng)，且分別與所述送端電壓源換流器輸出端正極和負(fù)極相連，觸點(diǎn)3和觸點(diǎn)4分別與所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的上端子和下端子相連，通過節(jié)點(diǎn)I在觸點(diǎn)3與觸點(diǎn)3'之間的切換，以及節(jié)點(diǎn)2在觸點(diǎn)4與觸點(diǎn)4'之間的切換，實(shí)現(xiàn)送端電壓源換流器對交流輸電線路輸出電壓極性的周期性倒換。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開 關(guān)包括送端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和送端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)； 所述送端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊及分壓電阻和雙向旁路晶閘管并聯(lián)組成的Rl-Thl支路；串聯(lián)后的子模塊一端連接所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，另一端連接第三極交流電纜線路；所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端同時(shí)通過連接Rl-Thl支路與所述第一極交流電纜線路連接； 所述送端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊及分壓電阻和雙向旁路晶閘管并聯(lián)組成的R2_Th2支路；串聯(lián)后的子模塊一端連接所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，另一端連接第三極交流電纜線路；所述送端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端同時(shí)通過連接R2_Th2支路與所述第二極交流電纜線路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述受端極間功率協(xié)調(diào)控制裝置包括受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)；所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的輸入端通過交流電纜線路連接所述送端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，其輸出端通過受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述受端電壓源換流器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)包括受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)；所述受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)和受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)均包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊； 所述受端上橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)中串聯(lián)后的子模塊一端連接第一極交流電纜線路和所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)上輸入端，其另一端連接第三極交流電纜線路；所述受端下橋臂電流轉(zhuǎn)移開關(guān)中串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第二極交流電纜線路和所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)下輸入端，其另一端連接第三極交流電纜線路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述受端極間電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)包括節(jié)點(diǎn)12、節(jié)點(diǎn)22、觸點(diǎn)32、觸點(diǎn)42、觸點(diǎn)32'和觸點(diǎn)42'；節(jié)點(diǎn)12、節(jié)點(diǎn)22、節(jié)點(diǎn)1與節(jié)點(diǎn)2之間均保持聯(lián)動(dòng)，且節(jié)點(diǎn)12和節(jié)點(diǎn)22分別與所述受端電壓源換流器輸出端正極和負(fù)極相連，觸點(diǎn)32和觸點(diǎn)42分別與所述受端極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的上端子和下端子相連，通過節(jié)點(diǎn)12在觸點(diǎn)32與觸點(diǎn)32'之間的切換，以及節(jié)點(diǎn)22在觸點(diǎn)42與觸點(diǎn)42'之間的切換，實(shí)現(xiàn)受端電壓源換流器對交流輸電線路輸出電壓極性的周期性倒換。
9.根據(jù)權(quán)利要求2、5或7所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述子模塊包括第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊，所述第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊均包括IGBT和與其反并聯(lián)的二極管；所述第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊串聯(lián)后與直流電容并聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升交流電纜線路輸送容量的方波輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述送端電壓源換流器的輸入端接入送端交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線；所述受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK103986154SQ201410183407
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】周飛, 荊平, 于弘洋, 趙波, 葛維春, 劉劍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院