[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2679824C1 - Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением и способ управления передачей потока мощности в обратном направлении - Google Patents

Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением и способ управления передачей потока мощности в обратном направлении Download PDF

Info

Publication number
RU2679824C1
RU2679824C1 RU2017143837A RU2017143837A RU2679824C1 RU 2679824 C1 RU2679824 C1 RU 2679824C1 RU 2017143837 A RU2017143837 A RU 2017143837A RU 2017143837 A RU2017143837 A RU 2017143837A RU 2679824 C1 RU2679824 C1 RU 2679824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mode switch
converter
switch
transmission
hybrid
Prior art date
Application number
RU2017143837A
Other languages
English (en)
Inventor
Наньнань ВАН
Вэньцян ЧЖАО
Юнпин ВАН
Original Assignee
ЭнАр ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД
ЭнАр ЭНЖИНИРИНГ КО., ЛТД
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЭнАр ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД, ЭнАр ЭНЖИНИРИНГ КО., ЛТД filed Critical ЭнАр ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД
Application granted granted Critical
Publication of RU2679824C1 publication Critical patent/RU2679824C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/4505—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
    • H02H7/262—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations involving transmissions of switching or blocking orders
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат – отсутствие нарушений коммутации на стороне инвертора как в случае передачи в прямом направлении потока мощности, так и в случае передачи в обратном направлении. Система передачи постоянного тока со встречным включением содержит LCC-преобразователь и VSC-преобразователь, находящиеся во встречном включении, и первый переключатель режима, второй переключатель режима, третий переключатель режима и четвертый переключатель режима. При этом первый переключатель режима соединен с первой системой переменного тока и LCC-преобразователем; второй переключатель режима соединен с первой системой переменного тока и VSC-преобразователем; третий переключатель режима соединен со второй системой переменного тока и VSC-преобразователем; и четвертый переключатель режима соединен со второй системой переменного тока и LCC-преобразователем. При передаче мощности в прямом направлении первый переключатель режима и третий переключатель режима закрыты; а при передаче мощности в обратном направлении закрыты второй переключатель режима и четвертый переключатель режима. Таким образом, обеспечивается то, что VSC-преобразователь всегда выполняет операцию инверсии в любом направлении мощности, так чтобы избежать проблемы потенциального нарушения коммутации для LCC-преобразователя, в процессе операции инверсии. Также предложен способ быстрого управления передачей потока мощности в обратном направлении гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области силовой электроники и, в частности, к гибридной системе передачи постоянного тока и способу управления передачей потока мощности в обратном направлении.
Описание известного уровня техники
Технология передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) может классифицироваться на две категории: технология HVDC с использованием преобразователей с линейной коммутацией (LCC-HVDC) на основе тиристоров и технология HVDC с использованием преобразователей с питанием от источника напряжения (VSC-HVDC) на основе полностью контролируемых силовых электронных устройств. LCC-HVDC — это доведенная до полного развития технология с низкими затратами и низкими потерями. На сегодня большинство действующих систем передачи постоянного тока в мире являются системами LCC-HVDC. Тем не менее, существует несколько недостатков в системе LCC-HVDC, таких как нарушение коммутации на стороне инвертора, сильная зависимость от системы переменного тока, поглощение больших количеств реактивной мощности, большая общая площадь преобразовательной станции и т.п. VSC-HVDC, будучи новым поколением технологии HVDC, может достигать нескольких преимуществ, таких как несвязное регулирование активной мощности и реактивной мощности, отсутствие необходимости в компенсации реактивной мощности, компактная конструкция, небольшая площадь, отсутствие нарушения коммутации, и т.п.; тем не менее, на данный момент также существуют недостатки, такие как высокие затраты, большие потери и т.п. Технологии LCC-HVDC и VSC-HVDC, таким образом, комбинируются друг с другом, где один вывод использует LCC-преобразователь и один вывод использует VSC-преобразователь, для образования гибридной технологии передачи постоянного тока. Гибридная технология передачи постоянного тока может интегрировать преимущества технологий LCC-HVDC и VSC-HVDC, такие как полное развитие, низкая стоимость и низкие потери для LCC-HVDC, а также хорошее регулирование работы, небольшая площадь и отсутствие нарушений коммутации для VSC-HVDC, и может иметь широкие перспективы в техническом применении.
При применении гибридной передачи постоянного тока со встречным включением передача потока мощности в обратном направлении должна быть принята к рассмотрению. Для отсутствия нарушения коммутации на стороне инвертера гибридной передачи постоянного тока как в случае передачи в прямом направлении, так и в случае передачи в обратном направлении потока мощности, необходимо оптимизировать конструкцию гибридной системы передачи постоянного тока и разработать соответствующий способ управления передачей потока мощности в обратном направлении.
Краткое описание изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в предоставлении гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением и способа быстрого управления передачей потока мощности в обратном направлении для нее. Система позволяет, путем предоставления переключателей режима, VSC-преобразователю всегда выполнять операцию инверсии в случае передачи в прямом направлении или передачи в обратном направлении потока мощности, так чтобы избежать проблемы потенциального нарушения коммутации для LCC-преобразователя, в процессе операции инверсии. Также предоставляется способ управления, который реализует быструю передачу потока мощности в обратном направлении посредством переключателей режима.
Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение принимает следующие технические решения:
Гибридная система передачи постоянного тока содержит LCC-преобразователь и VSC-преобразователь, находящиеся во встречном включении, и дополнительно содержит с первого по четвертый переключатели режима и шины первой и второй систем переменного тока, при этом шина первой системы переменного тока соединена с одним выводом первого переключателя режима и одним выводом второго переключателя режима соответственно, другой вывод первого переключателя режима соединен с LCC-преобразователем и одним выводом четвертого переключателя режима соответственно, другой вывод второго переключателя режима соединен с VSC-преобразователем и одним выводом третьего переключателя режима соответственно, и шина второй системы переменного тока соединена с другим выводом третьего переключателя режима и другим выводом четвертого переключателя режима соответственно;
при передаче мощности в прямом направлении первый переключатель режима и третий переключатель режима закрыты, и второй переключатель режима и четвертый переключатель режима открыты; и
при передаче мощности в обратном направлении первый переключатель режима и третий переключатель режима открыты, и второй переключатель режима и четвертый переключатель режима закрыты.
Как дополнительный предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения каждый с первого по четвертый переключатели режима является изолирующим переключателем или прерывателем цепи, или комбинацией изолирующего переключателя и прерывателя цепи.
Как дополнительный предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна точка заземления находится на стороне постоянного тока LCC-преобразователя и VSC-преобразователя, находящихся во встречном включении, или по меньшей мере одна точка заземления находится на вентильной стороне VSC-преобразователя.
Как дополнительный предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения наличие по меньшей мере одной точки заземления на вентильной стороне VSC-преобразователя означает, что поле переменного тока на вентильной стороне трансформатора VSC-преобразователя заземлены посредством реактивного сопротивления по схеме звезды с сопротивлением заземленной нейтрали, или что обмотки на вентильной стороне трансформатора VSC-преобразователя заземлены посредством сопротивления заземленной нейтрали.
Настоящее изобретение также предоставляет способ управления передачей потока мощности в обратном направлении вышеописанной гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением, при этом способ управления передачей потока мощности в обратном направлении включает следующие этапы:
(1) после получения команды для передачи потока мощности в обратном направлении - переход к этапу (2), в противном случае - продолжение пребывания на этапе (1);
(2) выдача команды на отключение с блокировкой LCC-преобразователя и VSC-преобразователя гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением, переход к этапу (3);
(3) после изменения передачи мощности в прямом направлении на передачу мощности в обратном направлении, переход к этапу (4), или после изменения передачи мощности в обратном направлении на передачу мощности в прямом направлении, переход к этапу (5);
(4) открытие первого переключателя Q1 режима, второго переключателя Q2 режима, третьего переключателя Q3 режима и четвертого переключателя Q4 режима, и после ожидания заданной реверсной задержки закрытие второго переключателя Q2 режима и четвертого переключателя Q4 режима, переход к этапу (6);
(5) открытие первого переключателя Q1 режима, второго переключателя Q2 режима, третьего переключателя Q3 режима и четвертого переключателя Q4 режима, и после ожидания заданной реверсной задержки закрытие первого переключателя Q1 режима и третьего переключателя Q3 режима, переход к этапу (6); и
(6) возобновление работы гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением.
В вышеуказанном способе управления передачей потока мощности в обратном направлении, конкретное время задержки заданной реверсной задержки определяется на основе системного анализа.
Благодаря применению вышеуказанных решений, предпочтительные эффекты настоящего изобретения будут следующими:
(1) применение переключателей режима можно гарантировать, что VSC-преобразователь как при передаче мощности в прямом направлении, так и при передаче мощности в обратном направлении, всегда выполняет операцию инверсии, с тем, чтобы избежать проблемы потенциального нарушения коммутации для LCC-преобразователя, во время операции инверсии; и
(2) быстрый процесс передачи потока мощности в обратном направлении стал проще и в то же время надежным.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 представлена схема гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей заземленную сторону постоянного тока, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь с заземлением нейтрали и VSC-преобразователь с заземлением через активно-реактивное сопротивление, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь с заземлением нейтрали и VSC-преобразователь с заземлением нейтрали конвертерного трансформатора, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 5 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь с заземлением нейтрали и VSC-преобразователь без заземления, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 6 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь без заземления и VSC-преобразователь с заземлением через активно-реактивное сопротивление, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 7 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь без заземления и VSC-преобразователь с заземлением нейтрали конвертерного трансформатора, согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 8 представлена блок-схема способа передачи потока мощности в обратном направлении гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением согласно настоящему изобретению;
где: LCC представляет LCC-преобразователь; VSC представляет VSC-преобразователь; Q1 - Q4 представляют с первого по четвертый переключатели режима соответственно; и B1 и B2 представляют шины первой и второй систем переменного тока соответственно.
Подробное описание изобретения
Технические решения настоящего изобретения подробнее изображены ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы и конкретные варианты осуществления.
На фиг. 1 представлена схема гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением согласно настоящему изобретению. Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением содержит топологию передачи со встречным включением, состоящую из LCC-преобразователя и VSC-преобразователя, находящихся во встречном включении, посредством сглаживающего реактора L, а также первый переключатель Q1 режима, второй переключатель Q2 режима, третий переключатель Q3 режима и четвертый переключатель Q4 режима. Первый переключатель Q1 режима соединен с шиной B1 первой системы переменного тока на одном конце и соединен со стороны переменного тока LCC-преобразователя на другом конце; второй переключатель Q2 режима соединен с шиной B1 первой системы переменного тока на одном конце и соединен со стороной переменного тока VSC-преобразователя на другом конце; третий переключатель Q3 режима соединен с шиной B2 второй системы переменного тока на одном конце и соединен со стороной переменного тока VSC-преобразователя на другом конце; и четвертый переключатель Q4 режима соединен с шиной B2 второй системы переменного тока на одном конце и соединен со стороной переменного тока LCC-преобразователя на другом конце.
Было определено, что в гибридной системе передачи постоянного тока со встречным включением, описанной выше, поток активной мощности от первой системы переменного тока ко второй системе переменного тока называется передачей мощности в прямом направлении, и поток активной мощности от второй системы переменного тока к первой системе переменного тока называется передачей мощности в обратном направлении. При передаче мощности в прямом направлении, первый переключатель Q1 режима и третий переключатель Q3 режима закрыты, и второй переключатель Q2 режима и четвертый переключатель Q4 режима открыты. При передаче мощности в обратном направлении, первый переключатель Q1 режима и третий переключатель Q3 режима открыты, и второй переключатель Q2 режима и четвертый переключатель Q4 режима закрыты. В связи с этим VSC-преобразователь как при передаче мощности в прямом направлении, так и при передаче мощности в обратном направлении, всегда выполняет операцию инверсии в качестве приемного конца, с тем, чтобы избежать проблемы потенциального нарушения коммутации для LCC-преобразователя во время операции инверсии.
В гибридной системе передачи постоянного тока со встречным включением, описанной выше, каждый из первого переключателя Q1 режима, второго переключателя Q2 режима, третьего переключателя Q3 режима и четвертого переключателя Q4 режима является изолирующим переключателем или прерывателем цепи, или комбинацией изолирующего переключателя и прерывателя цепи. В гибридной системе передачи постоянного тока со встречным включением, описанной выше, соединения могут быть выполнены непосредственно с помощью проводов или также могут быть выполнены опосредовано с помощью других переключателей, где опосредованные соединения являются эквивалентными к непосредственным соединениям посредством проводов, когда другие переключатели закрыты.
Вышеописанная топология передачи со встречным включением, состоящая из LCC-преобразователя и VSC-преобразователя, находящихся во встречном включении посредством сглаживающего реактора L, может иметь одну или несколько форм, как показано на фиг. 2 – фиг. 7.
На фиг. 2 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей заземленную сторону постоянного тока, согласно настоящему изобретению. В LCC-преобразователе используют 12-импульсную мостовую схему, где каждое плечо мостовой схемы состоит из нескольких тиристоров, соединенных последовательно. LCC-преобразователь соединен с отправным выводом сети переменного тока посредством трансформатора с тремя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Y/Δ. Трансформатор обеспечивает преобразование уровня напряжения на трехфазный переменный ток системы отправного конца переменного тока, чтобы адаптировать до необходимого уровня напряжения постоянного тока. Различные соединения вторичной стороны трансформатора обеспечивают трехфазный переменный ток со сдвигом по фазе в 30° для верхнего 6-импульсного моста преобразователя и нижнего 6-импульсного моста преобразователя 12-импульсного мостового тиристорного преобразования, так чтобы уменьшить поток гармонического тока в сети. VSC-преобразователь соединен с приемным выводом сетки переменного тока посредством трансформатора с двумя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Δ. LCC-преобразователь и VSC-преобразователь находятся во встречном включении посредством сглаживающего реактора L, с соединенным с точкой заземления плюсовым проводом или минусовым проводом стороны постоянного тока.
На фиг. 3 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь с заземлением нейтрали и VSC-преобразователь с заземлением через активно-реактивное сопротивление, согласно настоящему изобретению. В LCC-преобразователе используют 12-импульсную мостовую схему, где каждое плечо мостовой схемы состоит из нескольких тиристоров, соединенных последовательно. Средняя точка между верхним 6-импульсным мостом преобразователя и нижним 6-импульсным мостом преобразователя 12-импульсного мостового преобразователя соединена с точкой заземления. LCC-преобразователь соединен с отправным выводом сети переменного тока посредством трансформатора с тремя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Y/Δ. Трансформатор обеспечивает преобразование уровня напряжения на трехфазный переменный ток системы отправного конца переменного тока, чтобы адаптировать до необходимого уровня напряжения постоянного тока. Различные соединения вторичной стороны трансформатора обеспечивают трехфазный переменный ток со сдвигом по фазе в 30° для верхнего 6-импульсного моста преобразователя и нижнего 6-импульсного моста преобразователя 12-импульсного мостового тиристорного преобразования, так чтобы уменьшить поток гармонического тока в сети. VSC-преобразователь соединен с приемным выводом сетки переменного тока посредством трансформатора с двумя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Δ. Вентильная сторона VSC-преобразователя заземлена посредством реактивного сопротивления по схеме звезды с сопротивлением заземленной нейтрали. LCC-преобразователь и VSC-преобразователь находятся во встречном включении посредством сглаживающего реактора L.
На фиг. 4 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь с заземлением нейтрали и VSC-преобразователь с заземлением нейтрали конвертерного трансформатора, согласно настоящему изобретению. В LCC-преобразователе используют 12-импульсную мостовую схему, где каждое плечо мостовой схемы состоит из нескольких тиристоров, соединенных последовательно. Средняя точка между верхним 6-импульсным мостом преобразователя и нижним 6-импульсным мостом преобразователя 12-импульсного мостового преобразователя соединена с точкой заземления. LCC-преобразователь соединен с отправным выводом сети переменного тока посредством трансформатора с тремя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Y/Δ. Трансформатор обеспечивает преобразование уровня напряжения на трехфазный переменный ток системы отправного конца переменного тока, чтобы адаптировать до необходимого уровня напряжения постоянного тока. Различные соединения вторичной стороны трансформатора обеспечивают трехфазный переменный ток со сдвигом по фазе в 30° для верхнего 6-импульсного моста преобразователя и нижнего 6-импульсного моста преобразователя 12-импульсного мостового тиристорного преобразования, так чтобы уменьшить поток гармонического тока в сети. VSC-преобразователь соединен с приемным выводом сетки переменного тока посредством трансформатора с двумя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Δ/Y0. Нейтральная точка вентильной стороны трансформатора использует заземление через активное сопротивление или непосредственное присоединение к земле. LCC-преобразователь и VSC-преобразователь находятся во встречном включении посредством сглаживающего реактора L.
На фиг. 5 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь с заземлением нейтрали и VSC-преобразователь без заземления, согласно настоящему изобретению. В LCC-преобразователе используют 12-импульсную мостовую схему, где каждое плечо мостовой схемы состоит из нескольких тиристоров, соединенных последовательно. Средняя точка между верхним 6-импульсным мостом преобразователя и нижним 6-импульсным мостом преобразователя 12-импульсного мостового преобразователя соединена с точкой заземления. LCC-преобразователь соединен с отправным выводом сети переменного тока посредством трансформатора с тремя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Y/Δ. Трансформатор обеспечивает преобразование уровня напряжения на трехфазный переменный ток системы отправного конца переменного тока, чтобы адаптировать до необходимого уровня напряжения постоянного тока. Различные соединения вторичной стороны трансформатора обеспечивают трехфазный переменный ток со сдвигом по фазе в 30° для верхнего 6-импульсного моста преобразователя и нижнего 6-импульсного моста преобразователя 12-импульсного мостового тиристорного преобразования, так чтобы уменьшить поток гармонического тока в сети. VSC-преобразователь соединен с приемным выводом сетки переменного тока посредством трансформатора с двумя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Δ/Y0. Сторона VSC-преобразователя не заземлена. LCC-преобразователь и VSC-преобразователь находятся во встречном включении посредством сглаживающего реактора L.
На фиг. 6 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь без заземления и VSC-преобразователь с заземлением через активно-реактивное сопротивление, согласно настоящему изобретению. В LCC-преобразователе используют 12-импульсную мостовую схему, где каждое плечо мостовой схемы состоит из нескольких тиристоров, соединенных последовательно. LCC-преобразователь соединен с отправным выводом сети переменного тока посредством трансформатора с тремя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Y/Δ. Трансформатор обеспечивает преобразование уровня напряжения на трехфазный переменный ток системы отправного конца переменного тока, чтобы адаптировать до необходимого уровня напряжения постоянного тока. Различные соединения вторичной стороны трансформатора обеспечивают трехфазный переменный ток со сдвигом по фазе в 30° для верхнего 6-импульсного моста преобразователя и нижнего 6-импульсного моста преобразователя 12-импульсного мостового тиристорного преобразования, так чтобы уменьшить поток гармонического тока в сети. Сторона LCC-преобразователя не заземлена. VSC-преобразователь соединен с приемным выводом сетки переменного тока посредством трансформатора с двумя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Δ. Вентильная сторона VSC-преобразователя заземлена посредством реактивного сопротивления по схеме звезды с сопротивлением заземленной нейтрали. LCC-преобразователь и VSC-преобразователь находятся во встречном включении посредством сглаживающего реактора L.
На фиг. 7 представлена схема топологии гибридной передачи постоянного тока со встречным включением, имеющей LCC-преобразователь без заземления и VSC-преобразователь с заземлением нейтрали конвертерного трансформатора, согласно настоящему изобретению. В LCC-преобразователе используют 12-импульсную мостовую схему, где каждое плечо мостовой схемы состоит из нескольких тиристоров, соединенных последовательно. LCC-преобразователь соединен с отправным выводом сети переменного тока посредством трансформатора с тремя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Y/Δ. Трансформатор обеспечивает преобразование уровня напряжения на трехфазный переменный ток системы отправного конца переменного тока, чтобы адаптировать до необходимого уровня напряжения постоянного тока. Различные соединения вторичной стороны трансформатора обеспечивают трехфазный переменный ток со сдвигом по фазе в 30° для верхнего 6-импульсного моста преобразователя и нижнего 6-импульсного моста преобразователя 12-импульсного мостового тиристорного преобразования, так чтобы уменьшить поток гармонического тока в сети. Сторона LCC-преобразователя не заземлена. VSC-преобразователь соединен с приемным выводом сетки переменного тока посредством трансформатора с двумя обмотками, соединенными с соответствующими конфигурациями Y0/Δ. Нейтральная точка вентильной стороны трансформатора использует заземление через активное сопротивление или непосредственное присоединение к земле. LCC-преобразователь и VSC-преобразователь находятся во встречном включении посредством сглаживающего реактора L.
Как показано на фиг. 8, способ передачи потока мощности в обратном направлении гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением согласно настоящему изобретению включает:
этап 101: после получения команды для передачи потока мощности в обратном направлении - переход к этапу 102, в противном случае - продолжение пребывания на этапе 101;
этап 102: выдача команды на отключение с блокировкой LCC-преобразователя и VSC-преобразователя гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением;
этап 103: после изменения передачи мощности в прямом направлении на передачу мощности в обратном направлении последовательное выполнение этапа 104a, этапа 104b и этапа 104c; или после изменения передачи мощности в обратном направлении на передачу мощности в прямом направлении последовательное выполнение этапа 105a, этапа 105b и этапа 105c;
этап 104a: открытие всех переключателей режима, то есть первый переключатель Q1 режима, второй переключатель Q2 режима, третий переключатель Q3 режима и четвертый переключатель Q4 режима открыты;
этап 104b: ожидание заданной реверсной задержки;
этап 104c: закрытие второго переключателя Q2 режима и четвертого переключателя Q4 режима, переход к этапу 106;
этап 105a: открытие всех переключателей режима, то есть первый переключатель Q1 режима, второй переключатель Q2 режима, третий переключатель Q3 режима и четвертый переключатель Q4 режима открыты;
этап 105b: ожидание заданной реверсной задержки;
этап 105c: закрытие первого переключателя Q1 режима и третьего переключателя Q3 режима, переход к этапу 106; и
этап 106: возобновление работы гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением.
На этапе 104b и этапе 105b, как описано выше, конкретное время реверсной задержки может определяться на основе системного анализа и предпочтительно в диапазоне от 1 с до 60 мин, принимая во внимание время разрядки демпфирующей цепи преобразователя, например, время разрядки конденсатора перед возобновлением работы фильтра переменного тока.
Вышеописанные варианты осуществления приведены лишь с целью иллюстрации технической концепции настоящего изобретения, и не ограничиваются объемом настоящего изобретения. Любые модификации технических решений на основе технической концепции настоящего изобретения, подпадают под объем настоящего изобретения.

Claims (13)

1. Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением, содержащая LCC-преобразователь и VSC-преобразователь, находящиеся во встречном включении, и дополнительно содержащая с первого по четвертый переключатели режима и шины первой и второй систем переменного тока, при этом шина первой системы переменного тока соединена с одним выводом первого переключателя режима и одним выводом второго переключателя режима соответственно, другой вывод первого переключателя режима соединен с LCC-преобразователем и одним выводом четвертого переключателя режима соответственно, другой вывод второго переключателя режима соединен с VSC-преобразователем и одним выводом третьего переключателя режима соответственно, и шина второй системы переменного тока соединена с другим выводом третьего переключателя режима и другим выводом четвертого переключателя режима соответственно;
при передаче мощности в прямом направлении первый переключатель режима и третий переключатель режима закрыты, а второй переключатель режима и четвертый переключатель режима открыты; и
при передаче мощности в обратном направлении первый переключатель режима и третий переключатель режима открыты, а второй переключатель режима и четвертый переключатель режима закрыты.
2. Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением по п. 1, отличающаяся тем, что каждый с первого по четвертый переключатель режима является изолирующим переключателем или прерывателем цепи или комбинацией изолирующего переключателя и прерывателя цепи.
3. Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна точка заземления находится на стороне постоянного тока LCC-преобразователя и VSC-преобразователя, находящихся во встречном включении, или по меньшей мере одна точка заземления находится на вентильной стороне VSC-преобразователя.
4. Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением по п. 3, отличающаяся тем, что наличие по меньшей мере одной точки заземления на вентильной стороне VSC-преобразователя означает, что поле переменного тока на вентильной стороне трансформатора VSC-преобразователя заземлено посредством реактивного сопротивления по схеме звезды с сопротивлением заземленной нейтрали или что обмотки на вентильной стороне трансформатора VSC-преобразователя заземлены посредством сопротивления заземленной нейтрали.
5. Способ управления передачей потока мощности в обратном направлении гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением по п. 1, при этом способ управления передачей потока мощности в обратном направлении включает следующие этапы:
(1) после получения команды для передачи потока мощности в обратном направлении – переход к этапу (2), в противном случае – продолжение пребывания на этапе (1);
(2) выдача команды на отключение с блокировкой LCC-преобразователя и VSC-преобразователя гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением, переход к этапу (3);
(3) после изменения передачи мощности в прямом направлении на передачу мощности в обратном направлении переход к этапу (4) или после изменения передачи мощности в обратном направлении на передачу мощности в прямом направлении переход к этапу (5);
(4) открытие первого переключателя режима, второго переключателя режима, третьего переключателя режима и четвертого переключателя режима и после ожидания заданной реверсной задержки – закрытие второго переключателя режима и четвертого переключателя режима, переход к этапу (6);
(5) открытие первого переключателя режима, второго переключателя режима, третьего переключателя режима и четвертого переключателя режима и после ожидания заданной реверсной задержки – закрытие первого переключателя режима и третьего переключателя режима, переход к этапу (6); и
(6) возобновление работы гибридной системы передачи постоянного тока со встречным включением.
RU2017143837A 2016-01-28 2017-01-19 Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением и способ управления передачей потока мощности в обратном направлении RU2679824C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610061214.9 2016-01-28
CN201610061214.9A CN105514957B (zh) 2016-01-28 2016-01-28 一种混合背靠背直流输电系统及潮流反转控制方法
PCT/CN2017/071655 WO2017129026A1 (zh) 2016-01-28 2017-01-19 一种混合背靠背直流输电系统及潮流反转控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2679824C1 true RU2679824C1 (ru) 2019-02-13

Family

ID=55722723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017143837A RU2679824C1 (ru) 2016-01-28 2017-01-19 Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением и способ управления передачей потока мощности в обратном направлении

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10181799B2 (ru)
EP (1) EP3293846A4 (ru)
KR (1) KR101918693B1 (ru)
CN (1) CN105514957B (ru)
BR (1) BR112018001501A2 (ru)
CA (1) CA2989539C (ru)
MX (1) MX2017016240A (ru)
RU (1) RU2679824C1 (ru)
WO (1) WO2017129026A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104600738B (zh) * 2015-01-21 2017-02-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压直流输电串联阀组控制装置
CN105514957B (zh) * 2016-01-28 2017-12-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合背靠背直流输电系统及潮流反转控制方法
CN105932706B (zh) * 2016-05-31 2018-07-06 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种提高混合背靠背直流系统的协调控制方法
CN109038589B (zh) * 2018-08-02 2020-05-05 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 一种多省区电网协调运行生产模拟方法
CN108736506B (zh) * 2018-08-02 2023-12-01 南方电网科学研究院有限责任公司 一种高压直流输电系统
CN110071485B (zh) * 2019-04-22 2021-09-07 国网冀北电力有限公司 一种适用于多端柔性变电站的保护配置方法
CN110365036B (zh) * 2019-07-23 2020-12-18 许继电气股份有限公司 一种lcc-vsc直流输电系统的功率协调控制方法与装置
CN115246330B (zh) * 2022-07-21 2024-06-21 广西电网有限责任公司电力科学研究院 电动汽车无线充电原边拓扑自适应控制方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU129721U1 (ru) * 2013-03-13 2013-06-27 Михаил Александрович Коваленко Асинхронный двунаправленный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения
US20150145252A1 (en) * 2013-05-22 2015-05-28 Huazhong University Of Science And Technology Hybrid converter and wind power generating system
CN104795834A (zh) * 2015-04-29 2015-07-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合直流输电拓扑结构及控制方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH490753A (de) * 1968-08-09 1970-05-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur Energierichtungsumkehr bei Kupplungen von asynchronen Drehstromnetzen
SE514920C2 (sv) * 1997-03-24 2001-05-14 Abb Ab Elkraftanläggning med lik- och växelspänningsnät innefattande detektering av obalanstillstånd hos strömriktare
CN1881725A (zh) * 2005-06-15 2006-12-20 许继集团有限公司 高压直流输电系统中潮流反转保护方法
US8441817B2 (en) * 2005-12-21 2013-05-14 Abb Technology Ltd. HVDC system including switching arrangements to switch current flow direction
WO2008136094A1 (ja) * 2007-04-24 2008-11-13 Mitsubishi Electric Corporation 電気駆動システムおよびハイブリット駆動システム
CN102246379B (zh) * 2008-12-17 2014-03-19 Abb技术有限公司 对用于传输电力的设施进行升级的方法和这样的设施
SE0900830L (sv) * 2009-06-18 2009-06-29 Abb Technology Ag Styrning av en växelriktaranordning för att stödja ett växelströmssystem
US8767422B2 (en) * 2010-06-01 2014-07-01 Abb Technology Ag Interface arrangement between AC and DC systems using grounding switch
US9450412B2 (en) * 2010-12-22 2016-09-20 General Electric Company Method and system for control power in remote DC power systems
CN103683195B (zh) * 2012-09-11 2016-12-21 南京南瑞继保电气有限公司 静止变频器系统输出变压器变频差动保护方法
CN103107551B (zh) * 2013-01-25 2014-12-03 华北电力大学 一种用于海上风力发电电能送出的拓扑电路
US9099936B2 (en) * 2013-03-14 2015-08-04 General Electric Company High voltage direct current (HVDC) converter system and method of operating the same
CN104218543B (zh) * 2013-05-30 2016-12-28 南京南瑞继保电气有限公司 电流源型变流器差动保护方法
CN103532162B (zh) * 2013-09-23 2015-09-16 武汉大学 基于控制切换的混合直流输电系统的拓扑结构及启动方法
CN103532163B (zh) * 2013-09-23 2015-09-16 武汉大学 基于极性切换的混合直流输电系统拓扑结构及启动方法
WO2015051817A1 (de) * 2013-10-07 2015-04-16 Siemens Aktiengesellschaft Anlage zum übertragen elektrischer leistung
CN103840479B (zh) * 2013-12-16 2016-09-14 南方电网科学研究院有限责任公司 一种基于vsc-hvdc的交直流并联系统启动控制方法
CN103701145B (zh) * 2014-01-02 2015-07-08 浙江大学 一种基于混杂式mmc的混合型直流输电系统
CN103972887B (zh) * 2014-05-19 2017-07-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种适用于双回线路的统一潮流控制器
CN105098812B (zh) * 2014-05-22 2018-03-30 南京南瑞继保电气有限公司 一种三极柔性直流输电系统和方法
CN104362662B (zh) * 2014-11-26 2016-08-24 湖北工业大学 一种lcc-vsc型混合直流输电系统拓扑结构及启动方法
CN104578131B (zh) * 2015-01-08 2017-05-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种直流输电自动潮流反转控制方法
CN104638665B (zh) * 2015-03-06 2017-10-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合直流输电系统潮流反转控制方法及装置
CN104821596A (zh) * 2015-05-21 2015-08-05 国家电网公司 一种基于内模控制的混合直流输电系统拓扑及控制方法
CN104852401B (zh) * 2015-06-02 2017-07-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合直流输电系统、控制方法及潮流反转控制方法
WO2017000994A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Abb Schweiz Ag Power transmission arrangement and method for operating a power transmission arrangement
CN104993509B (zh) * 2015-07-20 2017-07-25 Abb技术有限公司 混合多端直流输电系统及其逆变站和控制方法
CN105071425B (zh) * 2015-07-28 2017-08-25 国家电网公司 一种基于lcc和mmc的混合直流输电系统
CN105262125B (zh) * 2015-11-12 2018-02-13 南方电网科学研究院有限责任公司 混合直流输电拓扑系统
CN205377273U (zh) * 2016-01-28 2016-07-06 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合背靠背直流输电系统
CN105514957B (zh) * 2016-01-28 2017-12-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合背靠背直流输电系统及潮流反转控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU129721U1 (ru) * 2013-03-13 2013-06-27 Михаил Александрович Коваленко Асинхронный двунаправленный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения
US20150145252A1 (en) * 2013-05-22 2015-05-28 Huazhong University Of Science And Technology Hybrid converter and wind power generating system
CN104795834A (zh) * 2015-04-29 2015-07-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合直流输电拓扑结构及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3293846A4 (en) 2019-01-23
KR20180004272A (ko) 2018-01-10
CA2989539A1 (en) 2017-08-03
MX2017016240A (es) 2018-08-15
US10181799B2 (en) 2019-01-15
CN105514957B (zh) 2017-12-22
KR101918693B1 (ko) 2018-11-15
EP3293846A1 (en) 2018-03-14
CN105514957A (zh) 2016-04-20
US20180175739A1 (en) 2018-06-21
WO2017129026A1 (zh) 2017-08-03
CA2989539C (en) 2019-08-20
BR112018001501A2 (pt) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2679824C1 (ru) Гибридная система передачи постоянного тока со встречным включением и способ управления передачей потока мощности в обратном направлении
Ansari et al. MMC based MTDC grids: A detailed review on issues and challenges for operation, control and protection schemes
Khazaei et al. Review of HVDC control in weak AC grids
CN103337972B (zh) 一种混合型换流器及风力发电系统
RU2714121C1 (ru) Установка и способ управления оперативным вводом и выводом в модуле преобразователя источника напряжения
CN107732954B (zh) 一种电压源换流器单元在线投入控制方法及装置
CN103280829B (zh) 一种应用于大容量电池储能的隔离双级链式变流器
CN203398807U (zh) 电力混合变换系统
CN103107725B (zh) 一种具有直流电压反向功能的多电平换流器
CN205377273U (zh) 一种混合背靠背直流输电系统
CN203399000U (zh) 基于mmc的电子电力变压器
CN105470958A (zh) 一种模块化多电平结构的交直交牵引供电系统
CN107359644B (zh) 一种微网接口拓扑装置
CN111211705A (zh) 一种适用于分相电网的双向变换结构及输出控制方法
Xiao et al. Operation and control of hybrid HVDC system with LCC and full‐bridge MMC connected in parallel
Kadandani et al. Solid state transformer: An overview of circuit configurations and applications
Wu et al. Active damping control of multiport DC power flow controller for MMC-MTDC with unbalanced AC grid
CN111177932B (zh) 一种用于提升柔性变电站电磁暂态仿真速度的建模方法
EP3157120B1 (en) Modular multi-level flexible direct-current topology circuit suitable for fault ride-through
Venkat et al. Operation of a three phase solid state-Transformer under unbalanced load conditions
CN105186550A (zh) 一种改进型模块化多电平换流器子模块拓扑
CN108649606B (zh) 并离网切换装置
WO2021047460A1 (zh) 电压源换流器单元及在线投入方法以及电压源换流阀
Chen Nonlinear control and stability analysis of multi-terminal high voltage direct current networks
Wang et al. Design and optimization of modular multilevel DC transformer