本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，包括：構(gòu)建電壓源換流器和電壓電流調(diào)節(jié)器；電壓源換流器包括送端電壓源換流器和受端電壓源換流器，電壓電流調(diào)節(jié)器包括送端電壓電流調(diào)節(jié)器和受端電壓電流調(diào)節(jié)器；將送端電壓源換流器接入送端交流系統(tǒng)和送端電壓電流調(diào)節(jié)器之間，以及將受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)和受端電壓電流調(diào)節(jié)器之間；將送端電壓電流調(diào)節(jié)器和受端電壓電流調(diào)節(jié)器通過(guò)交流電纜連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利技術(shù)提供的一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，具備動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償、諧波治理等優(yōu)點(diǎn)，為解決負(fù)荷日益增長(zhǎng)與新建線路日趨困難的矛盾具有重要意義。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及輸電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造 方法。
技術(shù)介紹
近年，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(zhǎng)，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(wèn)題。 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(duì)于重載的交流線 路，無(wú)法通過(guò)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(lái)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(wèn)題 突出。 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(lái)解決城市電網(wǎng)供電能力不足的問(wèn)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。 城市電網(wǎng)無(wú)功電壓調(diào)節(jié)日趨困難，電壓穩(wěn)定性問(wèn)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(wú)功配置普遍不足，無(wú)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(wú)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(wèn)題逐漸突出。 鑒于上述問(wèn)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?潛力，又要防止出現(xiàn)短路電流超標(biāo)和動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐不足等問(wèn)題。 從輸電線路方面來(lái)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(chǎng)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(duì)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(zhǎng)度超過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)間加壓后絕緣中 電場(chǎng)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(méi)有考慮空間電荷問(wèn) 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(chǎng)畸變，嚴(yán)重時(shí)可引起電纜絕 緣的擊穿。因此，針對(duì)電纜線路，需要提供一種電網(wǎng)輸電增容改造方法，以大幅提高交流電 纜線路的輸送能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本專利技術(shù)提供了一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容 改造方法。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案是： 所述方法包括： 構(gòu)建電壓源換流器和電壓電流調(diào)節(jié)器；所述電壓源換流器包括送端電壓源換流器 和受端電壓源換流器，所述電壓電流調(diào)節(jié)器包括送端電壓電流調(diào)節(jié)器和受端電壓電流調(diào)節(jié) 器； 將所述送端電壓源換流器接入送端交流系統(tǒng)和所述送端電壓電流調(diào)節(jié)器之間，以 及將所述受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)和所述受端電壓電流調(diào)節(jié)器之間； 將所述送端電壓電流調(diào)節(jié)器和受端電壓電流調(diào)節(jié)器通過(guò)交流電纜連接。 優(yōu)選的，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上橋臂和下橋臂均包括N個(gè)串聯(lián)的功率子模 塊，N至少為2 ;所述上橋臂和下橋臂通過(guò)電抗器連接； 優(yōu)選的，通過(guò)調(diào)節(jié)所述模塊化多電平電壓源換流器中每相橋臂的導(dǎo)通和關(guān)斷，周 期性改變電網(wǎng)中交流輸電線路輸出的電壓極性和電流方向； 優(yōu)選的，所述送端電壓電流調(diào)節(jié)器和受端電壓電流調(diào)節(jié)器均為模塊化多電平調(diào)節(jié) 器； 所述模塊化多電平電壓源調(diào)節(jié)器的上橋臂和下橋臂均包括N個(gè)串聯(lián)的功率子模 塊，N至少為2 ;所述上橋臂和下橋臂通過(guò)導(dǎo)線連接； 優(yōu)選的，送端電壓電流調(diào)節(jié)器的上橋臂與送端電壓源換流器的正極輸出端連接， 送端電壓電流調(diào)節(jié)器的下橋臂與送端電壓源換流器的負(fù)極輸出端連接； 受端電壓電流調(diào)節(jié)器的上橋臂與受端電壓源換流器的正極輸出端連接，受端電壓 電流調(diào)節(jié)器的下橋臂與受端電壓源換流器的負(fù)極輸出端連接； 優(yōu)選的，所述送端電壓電流調(diào)節(jié)器中每相的上橋臂和下橋臂的連接點(diǎn)，以及所述 受端電壓電流調(diào)節(jié)器中每相的上橋臂和下橋臂的連接點(diǎn)，通過(guò)交流電纜連接； 所述交流電纜包括第一極交流電纜、第二極交流電纜和第三極交流電纜； 優(yōu)選的，所述功率子模塊包括第一 IGBT單元、第二IGBT單元和直流電容器；所述 第一 IGBT單元和第二IGBT單元串聯(lián)形成串聯(lián)支路，該串聯(lián)支路與所述直流電熱器并聯(lián)； 優(yōu)選的，所述第一 IGBT單元和第二IGBT單元均包括反向并聯(lián)在IGBT兩端的二極 管； 優(yōu)選的，所述送端電壓源換流器的輸入端均接入所述送端交流系統(tǒng)的同一個(gè)母線 中，或者所述輸入端分別接入送端交流系統(tǒng)的不同母線中； 所述受端電壓源換流器的輸出端均接入所述受端交流系統(tǒng)的同一個(gè)母線中，或者 所述輸出端分別接入受端交流系統(tǒng)的不同母線中。 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)異效果是： 1、本專利技術(shù)提供的一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，利用了模塊化 多電平電壓源換流良好的控制性能，配合模塊化多電平的電壓電流調(diào)節(jié)器，能夠很好的解 決三相交流電纜輸電線路的增容改造問(wèn)題，最大化原有交流電流線路的傳輸功率； 2、本專利技術(shù)提供的一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，針對(duì)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(wèn)題，保證了改造后電纜線 路的絕緣性能； 3、本專利技術(shù)提供的一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，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； 4、本專利技術(shù)提供的一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，可大幅提高原 有交流線路的輸送能力，其電壓源換流器與電壓電流調(diào)節(jié)器采用MMC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； 5、本專利技術(shù)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； 6、本專利技術(shù)提供的一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，采用電壓源換 流器，具備動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償、諧波治理等功能，為解決負(fù)荷日益增長(zhǎng)與新建線路日趨困難的矛 盾具有重要意義； 7、本專利技術(shù)提供的一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，采用半橋模塊 化級(jí)聯(lián)的多電平串聯(lián)技術(shù)，無(wú)需配置大容量無(wú)功補(bǔ)償和濾波設(shè)備，在不增加輸電系統(tǒng)短路 水平的同時(shí)，還能為輸電系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)電壓支撐和有源濾波功能，顯著提高輸電系統(tǒng)的運(yùn) 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于雙MMC換流器的電網(wǎng)輸電增容改造方法，其特征在于，所述方法包括：構(gòu)建電壓源換流器和電壓電流調(diào)節(jié)器；所述電壓源換流器包括送端電壓源換流器和受端電壓源換流器，所述電壓電流調(diào)節(jié)器包括送端電壓電流調(diào)節(jié)器和受端電壓電流調(diào)節(jié)器；將所述送端電壓源換流器接入送端交流系統(tǒng)和所述送端電壓電流調(diào)節(jié)器之間，以及將所述受端電壓源換流器接入受端交流系統(tǒng)和所述受端電壓電流調(diào)節(jié)器之間；將所述送端電壓電流調(diào)節(jié)器和受端電壓電流調(diào)節(jié)器通過(guò)交流電纜連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田鑫，全程浩，荊平，楊繼業(yè)，趙波，孫剛，宋卓然，劉巖，宋穎巍，劉明岳，龔樹(shù)東，戴承文，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院，國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，沈陽(yáng)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，國(guó)家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11
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