一種柔性直流輸電系統(tǒng)中直流開關(guān)場的配置系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流開關(guān)場的配置技術(shù)，具體涉及一種柔性直流輸電系統(tǒng)中直流開關(guān)場的配置系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直流輸電技術(shù)分為常規(guī)直流輸電與柔性直流輸電兩種類型，應(yīng)用于長距離輸電的常規(guī)直流目前普遍采用對稱雙極結(jié)構(gòu)，輸電距離大約在500-2000公里，而且以大地回線為主，需要裝設(shè)特別的接地極。除了可以雙極平衡運行之外，還可以雙極不平衡運行，甚至于在一極故障情況下另一極單極運行，如果功率水平較低的話，可以單極大地回線運行，如果功率水平較高的話，由于直流偏磁的原因，要利用專用的直流斷路器，將直流轉(zhuǎn)換為單極金屬回線運行。
[0003]常規(guī)直流(背靠背除外)由于輸電距離遠，采用附加金屬回線的話，即三極直流輸電系統(tǒng)，會增加工程造價。但是在單極大地回線且傳輸功率較大的工況下，會面臨直流偏磁問題；此時必須采用單極金屬回線運行方式，但是需要裝設(shè)MRTB和GRTS等低壓直流斷路器，也會增加工程成本；如果故障極輸電架空線路發(fā)生故障需要停電檢修，健全極雖然可以單極運行，但是輸電功率必然受到較大的限制；而且現(xiàn)有常規(guī)直流需要裝設(shè)專用的接地極裝置及接地極線路，也會增加投資，并且在海島輸電時由于面積狹小，很難找到合適的接地極址。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)中直流開關(guān)場的配置系統(tǒng)和方法，通過中性母線斷路器、中性母線接地斷路器、大地回路轉(zhuǎn)換斷路器以及刀閘完成柔性直流輸電系統(tǒng)中直流開關(guān)場的配置。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)中直流開關(guān)場的配置系統(tǒng)，所述柔性直流輸電系統(tǒng)為對稱雙極結(jié)構(gòu)；所述配置系統(tǒng)包括第一換流站、第二換流站、極I直流極線、附加金屬回線和極II直流極線；所述第一換流站通過極I直流極線、附加金屬回線、極II直流極線與第二換流站連接。
[0007]所述第一換流站包括第一 IGBT閥、第二 IGBT閥、第一中性母線斷路器、第二中性母線斷路器、第一中性母線接地斷路器、刀閘Zll和刀閘Z12。
[0008]所述第一 IGBT閥的一端連接到極I直流極線，其另一端通過第一中性母線斷路器連接第一公共點，所述第一中性母線接地斷路器一端連接到第一中性母線斷路器與第一公共接地點之間，另一端接地；
[0009]所述第二 IGBT閥的一端連接到極II直流極線，其另一端通過第二中性母線斷路器連接第一公共點，所述第二中性母線斷路器同時與第一中性母線斷路器連接；
[0010]所述刀閘Zll —端連接第一公共點，其另一端連接到第一 IGBT閥與極I直流極線之間，所述刀閘Z12 —端連接第一公共點，其另一端連接到第二 IGBT閥與極II直流極線之間。
[0011]所述第二換流站包括第三IGBT閥、第四IGBT閥、第三中性母線斷路器、第四中性母線斷路器、第二中性母線接地斷路器、刀閘Z21和刀閘Z22。
[0012]所述極I直流極線的一端連接第一 IGBT閥，其另一端連接第三IGBT閥，所述第三IGBT閥的另一端通過第三中性母線斷路器連接第二公共點，所述第二中性母線接地斷路器一端連接到第三中性母線斷路器與第二公共接地點之間，另一端接地；
[0013]所述極II直流極線的一端連接第二 IGBT閥，其另一端連接第四IGBT閥，所述第四IGBT閥的另一端通過第四中性母線斷路器連接第二公共點，所述第四中性母線斷路器同時與第三中性母線斷路器連接；
[0014]所述刀閘Z21 —端連接第二公共點，其另一端連接到第三IGBT閥與極I直流極線之間，所述刀閘Z22 —端連接第二公共點，其另一端連接到第四IGBT閥與極II直流極線之間。
[0015]所述附加金屬回線一端通過大地回路轉(zhuǎn)換斷路器連接第一公共點，另一端連接第一 AV±h 占
——-y、/W、O
[0016]本發(fā)明還提供一種柔性直流輸電系統(tǒng)中直流開關(guān)場的配置方法，所述配置方法具體包括以下步驟:
[0017]步驟1:柔性直流輸電系統(tǒng)處于第一運行工況時，進行直流開關(guān)場的配置；
[0018]步驟2:柔性直流輸電系統(tǒng)處于第二運行工況時，進行直流開關(guān)場的配置；
[0019]步驟3:柔性直流輸電系統(tǒng)處于第三運行工況時，進行直流開關(guān)場的配置；
[0020]步驟4:柔性直流輸電系統(tǒng)處于第四運行工況時，進行直流開關(guān)場的配置。
[0021]所述步驟I中，第一運行工況為正常雙極運行工況，柔性直流輸電系統(tǒng)處于正常雙極運行工況時，直流開關(guān)場的配置具體包括以下步驟:
[0022]步驟1-1:第一中性母線斷路器、第二中性母線斷路器、第三中性母線斷路器和第四中性母線斷路器均投入合位；
[0023]步驟1-2:第一中性母線接地斷路器處于分位，第二中性母線接地斷路器投入合位；
[0024]步驟1-3:大地回路轉(zhuǎn)換斷路器投入合位，將附加金屬回線投入；
[0025]步驟1-4:刀閘Z11、刀閘Z12、刀閘Z21和刀閘Z22均處于分位；
[0026]步驟1-5:第一 IGBT閥與第三IGBT閥以任意功率水平解鎖運行，且第二 IGBT閥與第四IGBT閥均以任意功率水平解鎖運行。
[0027]所述步驟2中，第二運行工況為正常單極運行工況，柔性直流輸電系統(tǒng)處于正常單極運行工況時，直流開關(guān)場的配置具體包括以下步驟:
[0028]步驟2-1:第一中性母線斷路器、第三中性母線斷路器投入合位且第二中性母線斷路器、第四中性母線斷路器處于分位，或第一中性母線斷路器、第三中性母線斷路器處于分位且第二中性母線斷路器、第四中性母線斷路器投入合位；
[0029]步驟2-2:第一中性母線接地斷路器處于分位，第二中性母線接地斷路器投入合位；
[0030]步驟2-3:大地回路轉(zhuǎn)換斷路器投入合位，將附加金屬回線投入；
[0031]步驟2-4:刀閘Z11、刀閘Z12、刀閘Z21和刀閘Z22均處于分位；
[0032]步驟2-5:第一 IGBT閥與第三IGBT閥以任意功率水平解鎖運行，或第二 IGBT閥與第四IGBT閥均以任意功率水平解鎖運行。
[0033]所述步驟3中，第三運行工況為附加金屬回線故障工況，柔性直流輸電系統(tǒng)處于附加金屬回線故障工況時，直流開關(guān)場的配置具體包括以下步驟:
[0034]步驟3-1:第一中性母線接地斷路器和第二中性母線接地斷路器均投入合位；
[0035]步驟3-2:大地回路轉(zhuǎn)換斷路器處于分位；
[0036]步驟3-3:刀閘Z11、刀閘Z12、刀閘Z21和刀閘Z22均處于分位；
[0037]步驟3-4 -M I直流極線與極II直流極線傳輸功率相等、極I小功率或極II小功率解鎖運行。
[0038]所述步驟4中，第四運行工況為附加金屬回線與極I直流極線故障工況或附加金屬回線與極II直流極線故障工況，柔性直流輸電系統(tǒng)處于附加金屬回線與極I直流極線故障工況時，直流開關(guān)場的配置具體包括以下步驟:
[0039]A)第一中性母線斷路器與第三中性母線斷路器投入合位，且第二中性母線斷路器與第四中性母線斷路器處于分位；
[0040]B)大地回路轉(zhuǎn)換斷路器處于分位；
[0041]C)第一中性母線接地斷路器處于分位，第二中性母線接地斷路器投入合位；
[0042]D)刀閘Z12和刀閘Z22投入合位，刀閘Z11和Z21處于分位；
[0043]E)極I利用極II直流極線構(gòu)成金屬回線，極I大功率解鎖運行；
[0044]柔性直流輸電系統(tǒng)處于附加金屬回線與極II直流極線故障工況時，直流開關(guān)場的配置具體包括以下步驟:
[0045]A)第二中性母線斷路器與第四中性母線斷路器投入合位，且第一中性母線斷路器與第三中性母線斷路器處于分位；
[0046]B)大地回路轉(zhuǎn)換斷路器處于分位；
[0047]C)第一中性母線接地斷路器處于分位，第二中性