一種基于mmc提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，包括第一電壓源換流器、極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊、極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊和第二電壓源換流器；第一電壓源換流器的輸入端接入第一交流系統(tǒng)，其輸出端連接極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊，極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊通過第一極導(dǎo)線、第二極導(dǎo)線和第三極導(dǎo)線連接極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊，極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊通過第二電壓源換流器接入第二交流系統(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，配合極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，很好的解決了交流線路的增容改造問題，并具備動態(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】一種基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(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、電動機(jī)負(fù)荷比重較大，由于快速的動態(tài)無功調(diào)整能力不足，電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)段動態(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。
[0008]針對交流線路直流轉(zhuǎn)換的研究近年來得到國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的一致關(guān)注。ABB公司提出一種將三相交流線路改造為柔性直流輸電的方案，但該方案中換流器采用IGBT串聯(lián)技術(shù)，我國尚未掌握IGBT串聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]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提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，利用了模塊化多電平電壓源換流器良好的控制性能，配合極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，很好的解決了交流線路的增容改造問題，并具備動態(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。
[0010]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:
[0011]本發(fā)明提供一種基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一電壓源換流器、極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)模塊和第二電壓源換流器，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)模塊包括極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊和極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊；所述第一電壓源換流器的輸入端接入第一交流系統(tǒng)，其輸出端連接所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊通過第一極導(dǎo)線、第二極導(dǎo)線和第三極導(dǎo)線連接所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊通過第二電壓源換流器接入第二交流系統(tǒng)。
[0012]所述第一電壓源換流器和第二電壓源換流器均為模塊化多電平電壓源換流器。
[0013]所述第一電壓源換流器和第二電壓源換流器的每個(gè)橋臂包括N個(gè)依次串聯(lián)的子模塊。
[0014]所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊。
[0015]所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括依次串聯(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第一電壓源換流器的輸出端，另一端連接第三極導(dǎo)線；所述第一電壓源換流器的輸出端同時(shí)通過連接Rl-Thl支路與所述第一極導(dǎo)線連接。
[0016]所述第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括依次串聯(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第一電壓源換流器的輸出端，另一端連接第三極導(dǎo)線；所述第一電壓源換流器的輸出端同時(shí)通過連接R2-Th2支路與所述第二極導(dǎo)線連接。
[0017]所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊包括第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊；所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊均包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊；
[0018]所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊中，串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第一極導(dǎo)線和所述第二電壓源換流器的輸入端，其另一端連接第三極導(dǎo)線；
[0019]所述第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊中，串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第二極導(dǎo)線和所述第二電壓源換流器的輸入端，其另一端連接第三極導(dǎo)線。
[0020]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)。
[0021]所述第一電壓源換流器的輸入端接入第一交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線；第二電壓源換流器接入第二交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]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，配合極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，能夠很好的解決三相交流架空輸電線路的增容改造問題，最大化原有輸電線路的傳輸功率；[0024]2、本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)，能夠充分、均衡利用三相導(dǎo)線的通流能力，而且三相電流之和在任意時(shí)刻為零，不會產(chǎn)生流經(jīng)大地的零序環(huán)流；
[0025]3、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)采用相同的換流技術(shù)，該技術(shù)成熟度高，可擴(kuò)展性強(qiáng)，推廣應(yīng)用前景良好；
[0026]4、本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)，輸電系統(tǒng)采用電壓源換流器，具備無功補(bǔ)償、諧波治理等功能；
[0027]5、本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)，應(yīng)用于三相交流架空線路輸電系統(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；
[0028]6、本發(fā)明提供的輸電系統(tǒng)，具備動態(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】
[0029]圖1是基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)中子模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖2是基于麗C提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)中各極導(dǎo)線電流、電壓變化示意圖；
[0031]圖3是基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033]本發(fā)明提供一種基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一電壓源換流器、極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)模塊和第二電壓源換流器，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)模塊包括極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊和極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊；所述第一電壓源換流器的輸入端接入第一交流系統(tǒng)，其輸出端連接所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊通過第一極導(dǎo)線、第二極導(dǎo)線和第三極導(dǎo)線連接所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊通過第二電壓源換流器接入第二交流系統(tǒng)。
[0034]所述第一電壓源換流器和第二電壓源換流器均為模塊化多電平電壓源換流器。
[0035]所述第一電壓源換流器和第二電壓源換流器的每個(gè)橋臂包括N個(gè)依次串聯(lián)的子模塊。
[0036]所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊。
[0037]所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括依次串聯(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第一電壓源換流器的輸出端，另一端連接第三極導(dǎo)線；所述第一電壓源換流器的輸出端同時(shí)通過連接Rl-Thl支路與所述第一極導(dǎo)線連接。
[0038]所述第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括依次串聯(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第一電壓源換流器的輸出端，另一端連接第三極導(dǎo)線；所述第一電壓源換流器的輸出端同時(shí)通過連接R2-Th2支路與所述第二極導(dǎo)線連接。
[0039]所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊包括第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊；所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊均包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊；
[0040]所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊中，串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第一極導(dǎo)線和所述第二電壓源換流器的輸入端，其另一端連接第三極導(dǎo)線；
[0041]所述第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊中，串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第二極導(dǎo)線和所述第二電壓源換流器的輸入端，其另一端連接第三極導(dǎo)線。
[0042]所述輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)充分利用三極導(dǎo)線進(jìn)行功率傳輸，第一極導(dǎo)線和第二極導(dǎo)線電壓不變，流過第一極導(dǎo)線和第二極導(dǎo)線的電流方向不變，幅值周期性變化，大小在最大值和最小值之間輪換。第三極導(dǎo)線電壓隨周期變化，并且始終與第一極導(dǎo)線或第二極導(dǎo)線處于并聯(lián)狀態(tài)，共同承擔(dān)正向或反向的電流，但流過第三極導(dǎo)線電流的幅值不變。
[0043]如圖1，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)。
[0044]所述第一電壓源換流器的輸入端接入第一交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線；第二電壓源換流器接入第二交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線。
[0045]本發(fā)明提供的采用半橋模塊化級聯(lián)的多電平串聯(lián)技術(shù)提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)的工作原理示意圖如圖2所示。通過周期性改變?nèi)龢O導(dǎo)線電壓的極性與電流的方向，實(shí)現(xiàn)第三極導(dǎo)線對第一極或第二極導(dǎo)線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新型輸電系統(tǒng)的輸送功率。第一極、第二極導(dǎo)線電流的大小在Imax和Imin之間周期性變化，且方向不變；第三極導(dǎo)線的電流大小不變，始終為Imax-1min，但方向隨導(dǎo)線電壓的周期變化而變化。
[0046]第一極、第二極和第三極導(dǎo)線發(fā)熱限制相同，設(shè)其熱穩(wěn)定極限電流為IN=1.0pu0為使第三極導(dǎo)線達(dá)到其發(fā)熱限制，則需滿足
[0047]Imax-1min = IN = 1.0pU (I)
[0048]第一極導(dǎo)線、第二極導(dǎo)線的電流在最大電流Iniax和最小電流Iniin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，以保證三極導(dǎo)線輸送功率均達(dá)到其熱穩(wěn)定極限。具體在圖1中表現(xiàn)為O到t4的時(shí)間內(nèi)，第一極導(dǎo)線、第二極導(dǎo)線、第三極導(dǎo)線的電流有效值相等因此需滿足
[0049]I2max-I2min=2（Imax-Imin）2⑵
[0050]由上述條件可得可得，第一極導(dǎo)線、第二極導(dǎo)線的運(yùn)行電流Imax為1.37In，Imin為
0.37In。
[0051]當(dāng)?shù)谝粯O導(dǎo)線與第三極導(dǎo)線并聯(lián)，電壓為+Udc，通過正向最大電流Imax時(shí)，第二極導(dǎo)線工作電壓為-UD。，通過反向最大電流-1max山時(shí)刻起，極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)動作，使第三極導(dǎo)線電壓極性反轉(zhuǎn)，第一極導(dǎo)線流過正向最大電流Imax，第二極導(dǎo)線與第三極導(dǎo)線并聯(lián)，共同流過反向最大電流-1max ；t2時(shí)刻起，極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)再次動作，使第三極導(dǎo)線電壓極性反轉(zhuǎn)，第一極導(dǎo)線再次與第三極導(dǎo)線并聯(lián)，共同流過正向最大電流Imax，第二極導(dǎo)線流過反向最大電流-1_，以此規(guī)律周期性 變化。[0052]實(shí)施例1
[0053]本發(fā)明提供的采用半橋模塊化級聯(lián)的多電平串聯(lián)技術(shù)提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示，該結(jié)構(gòu)包括第一級導(dǎo)線L1、第二級導(dǎo)線L2、第三級導(dǎo)線L3，兩臺極間電流切換開關(guān)，第一電壓源換流器VSCl和第二電壓源換流器VSC2，以及第一交流系統(tǒng)、第二交流系統(tǒng)。
[0054]第一極導(dǎo)線LI的兩端與極間電流切換開關(guān)上部端口相連，極間電流切換開關(guān)上部另一端口與第一電壓源換流器VSCl和第二電壓源換流器VSC2的直流正極輸出端相連；第二極導(dǎo)線L2的兩端與極間電流切換開關(guān)下部端口相連，極間電流切換開關(guān)下部另一端口與第一電壓源換流器VSCl和第二電壓源換流器VSC2的直流負(fù)極輸出端相連；第三極導(dǎo)線L3的兩端與極間電流切換開關(guān)中部端口相連；
[0055]其中首端三相電壓源換流器，即第一電壓源換流器VSCl的交流側(cè)分別通過換流變壓器或電抗器接入第一交流系統(tǒng)的同一母線，或不同母線；其中末端三相電壓源換流器，即第二電壓源換流器VSC2的交流側(cè)分別通過換流變壓器或電抗器接入第二交流系統(tǒng)的同一母線，或不同母線。
[0056]極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，其結(jié)構(gòu)示意如圖3所示，包括半橋模塊化級聯(lián)換流橋臂、分壓電阻R1、分壓電阻R2、雙向旁路晶閘管Thl和雙向旁路晶閘管Th2。當(dāng)極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的上橋臂導(dǎo)通，下橋臂關(guān)斷，且雙向旁路晶閘管Thl閉鎖、雙向旁路晶閘管Th2導(dǎo)通，由于分壓電阻Rl的存在，系統(tǒng)正向電流被強(qiáng)迫流過第三極導(dǎo)線L3，實(shí)現(xiàn)第三極導(dǎo)線L3對第一極導(dǎo)線LI導(dǎo)線電流的分擔(dān)；當(dāng)極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)的下橋臂導(dǎo)通，上橋臂關(guān)斷，且雙向旁路晶閘管Th2閉鎖、雙向旁路晶閘管Thl導(dǎo)通，由于分壓電阻R2的存在，系統(tǒng)反向電流被強(qiáng)迫流過第三極導(dǎo)線L3，實(shí)現(xiàn)第三極導(dǎo)線L3對第二極導(dǎo)線L2導(dǎo)線電流的分擔(dān)。
[0057]第一電壓源換流器VSCl和第二電壓源換流器VSC2以及極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)中的換流橋臂，均采用半橋模塊化級聯(lián)的多電平技術(shù)，其中第一電壓源換流器VSCl和第二電壓源換流器VSC2為三相換流器，每臺換流器包含3個(gè)單相半橋模塊化級聯(lián)的換流橋臂，每個(gè)橋臂由多個(gè)完全相同的N個(gè)子模塊SM串聯(lián)組成。其中，極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)中的換流橋臂即為I個(gè)單相半橋模塊化級聯(lián)的換流橋臂，其子模塊結(jié)構(gòu)、參數(shù)等均與第一電壓源換流器VSCl和第二電壓源換流器VSC2中的子模塊相同。子模塊串聯(lián)數(shù)取決于目標(biāo)系統(tǒng)的容量以及電壓等級。
[0058]本發(fā)明提供的采用半橋模塊化級聯(lián)的多電平串聯(lián)技術(shù)提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，第一極和第二極導(dǎo)線的電壓、電流極性恒定，第三極導(dǎo)線的電壓、電流極性均可翻轉(zhuǎn)。采用極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)，實(shí)現(xiàn)第三極導(dǎo)線電壓極性的翻轉(zhuǎn)，周期性地改變第三極導(dǎo)線的電壓、電流極性，在保證功率方向不變的前提下，實(shí)現(xiàn)第一極、第二極電流的周期性分擔(dān)。通過適當(dāng)?shù)目刂?，可使直流輸送功率在三極導(dǎo)線之間的均勻分配，并使三極導(dǎo)線電流均達(dá)到其發(fā)熱限制，可以將原有交流線路輸送功率提升約60%。本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)中電流在三根導(dǎo)線之間流動，不與大地構(gòu)成通路，避免了高頻電磁干擾和大地中金屬設(shè)備的腐蝕。同時(shí)，本發(fā)明采用半橋模塊化級聯(lián)的多電平串聯(lián)技術(shù)，無需配置大容量無功補(bǔ)償和濾波設(shè)備，在不增加系統(tǒng)短路電流水平的同時(shí)，還能為交流系統(tǒng)提供動態(tài)電壓支撐及有源濾波功能，可顯著提高系統(tǒng)運(yùn)行靈活性和可靠性。
[0059]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括第一電壓源換流器、極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)模塊和第二電壓源換流器，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)模塊包括極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊和極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊；所述第一電壓源換流器的輸入端接入第一交流系統(tǒng)，其輸出端連接所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊通過第一極導(dǎo)線、第二極導(dǎo)線和第三極導(dǎo)線連接所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊，所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊通過第二電壓源換流器接入第二交流系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電壓源換流器和第二電壓源換流器均為模塊化多電平電壓源換流器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于 MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電壓源換流器和第二電壓源換流器的每個(gè)橋臂包括N個(gè)依次串聯(lián)的子模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括依次串聯(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第一電壓源換流器的輸出端，另一端連接第三極導(dǎo)線；所述第一電壓源換流器的輸出端同時(shí)通過連接Rl-Thl支路與所述第一極導(dǎo)線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)主動模塊包括依次串聯(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第一電壓源換流器的輸出端，另一端連接第三極導(dǎo)線；所述第一電壓源換流器的輸出端同時(shí)通過連接R2_Th2支路與所述第二極導(dǎo)線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊包括第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊；所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊和第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊均包括依次串聯(lián)的N個(gè)子模塊； 所述第一極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊中，串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第一極導(dǎo)線和所述第二電壓源換流器的輸入端，其另一端連接第三極導(dǎo)線； 所述第二極間電流轉(zhuǎn)移開關(guān)從動模塊中，串聯(lián)后的子模塊一端連接所述第二極導(dǎo)線和所述第二電壓源換流器的輸入端，其另一端連接第三極導(dǎo)線。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、5、6或7所述的基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(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)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MMC提升交流架空線路輸送能力的輸電系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電壓源換流器的輸入端接入第一交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線；第二電壓源換流器接入第二交流系統(tǒng)的同一母線或不同母線。
【文檔編號】H02J3/36GK103606946SQ201310606685
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】周飛, 荊平, 于弘洋, 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