專利名稱：一種用于特高壓直流輸電的接線方法及特高壓換流站的制作方法
技術領域：
本發明涉及特高壓技術領域，特別涉及一種用于特高壓直流輸電的接線方法及及 特高壓換流站。
背景技術：
特高壓直流輸電工程的常規方案為“單起點，單落點”輸電方案，圖1是現有的常 規特高壓換流站的布置方式示意圖，即在一個換流站中布置2個高端閥廳101和2個低端 閥廳102，每個高端閥廳101內配置有若干高端變壓器，每個低端閥廳102內配置有若干低 端變壓器。高、低端閥廳在同一物理位置，即每個特高壓換流站都包括高端變壓器和低端變 壓器。特高壓換流站本身是個非常復雜的工程，必須選址在方便建造的地方，對于整流 側的特高壓換流站而言，需要多個大容量電源匯合后輸出。大容量電源常常位于位置偏僻 的地區，這樣，必須通過交流輸電的方式將不同偏僻地區的多個大容量的電源輸送到方便 建設特高壓換流站的所在地，因而，需要的交流回路很多。參見圖2，其是現有技術中的用 于特高壓直流輸電的接線方式示意圖。在整流側，電源端201通過電源匯合裝置205將匯 合后的多路高壓交流電(其中每路可以為500KV)傳輸至特高壓換流站202。其中，電源匯 合裝置205中放置了用于交流電匯合的母線以及與線路匯合相關的設備，該電源匯合裝置 205用于將電源端201內的第一電源收集點和第二電源收集點的電源進行匯合操作。整流 側的特高壓換流站202將接收到的多路高壓交流電轉換為特高壓直流后，傳送給逆變側的 特高壓換流站203，該逆變側的特高壓換流站203將接收到的特高壓直流轉換為負荷所需 的交流電壓后，傳送給負荷區域204。目前，現有技術中的向家壩——上海士800千伏特高 壓直流輸電工程中所應用的特高壓換流站均如圖1的布置方式，如圖2所示的接線方式。通過研究可以發現，現有的換流站及其接線方式至少存在如下問題1、由于多個大容量電源與整流側的特高壓換流站之間距離遠，又必須采用多路交 流的方式進行電源傳輸，因而送入特高壓換流站的交流接線回數過多，傳輸成本高，且損耗 大。2、由于逆變側的特高壓換流站與負荷之間的距離遠，且兩者之間也必須采用交流 方式進行電源傳輸，導致負荷端用電的不便。3、高端變壓器本身容體積很大，不便于運輸，而根據特高壓換流站的建設要求，該 高端變壓器必須被運往指定地點，因而運輸技術難度極大、成本高。4、巨量電力一點饋入逆變側交流電流電網對電網安全穩定的不利。
發明內容
本發明實施例在于提供一種用于特高壓直流輸電的接線方法及特高壓換流站，以 解決現有技術中的特高壓變壓器運輸技術難度極大、成本高、電源收集困難、負荷接入不便 的問題。
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本發明提供了一種用于特高壓直流輸電的接線方法，對于整流側，所述方法包 括分別設置整流側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；所述整流側特高壓低端換流站接收來自第一電源收集點的第一交流電，將所述第 一交流電轉換為第一中壓直流電，輸入特高壓高端換流站；所述整流側特高壓高端換流站接收來自第二電源收集點的第二交流電及所述第 一中壓直流電，將所述第二交流電經整流后與第一中壓直流電疊加，產生第一特高壓直流 電，將所述第一特高壓直流電源輸出至逆變側特高壓高端換流站。其中，所述方法還包括分別設置逆變側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；所述逆變側特高壓高端換流站將第一特高壓直流電的一部分轉換為第三交流電 并就地入網，輸送至第一負荷區域；剩余的直流電轉換為第二中壓直流電，將所述第二中壓 直流電通過直流的方式傳輸至逆變側的特高壓低端換流站；所述逆變側特高壓低端換流站將所述第二中壓直流電轉換為第四交流電傳輸至 第二負荷區域；其中，所述第一負荷區域與第二負荷區域是物理上不同的負荷區域。其中，所述特高壓高端換流站包括一個或位于不同地方的兩個高端閥廳；所述特高壓低端換流站包括一個或位于不同地方的兩個低端閥廳。本發明實施例還提供了一種負荷與換流站的連接方法，對于逆變側，所述方法包 括分別設置逆變側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；所述逆變側特高壓高端換流站將第一特高壓直流電的一部分轉換為第三交流電 并就地入網，輸送至第一負荷區域；剩余的直流電轉換為第二中壓直流電，將所述第二中壓 直流電通過直流的方式傳輸至逆變側的特高壓低端換流站；所述逆變側特高壓低端換流站將所述第二中壓直流電轉換為第四交流電傳輸至 第二負荷區域；其中，所述第一負荷區域與第二負荷區域是物理上不同的負荷區域。其中，所述特高壓高端換流站包括一個或位于不同地方的兩個高端閥廳；所述特高壓低端換流站包括一個或位于不同地方的兩個低端閥廳。本發明實施例還提供了一種特高壓低端換流站，當所述特高壓低端換流站用于整 流側時，包括第一電源輸入模塊，用于接收來自第一電源收集點的第一交流電，將所述第一交 流電傳送至第一電源變換模塊；第一電源變換輸出模塊，用于將所述第一交流電轉換為第一中壓直流電，向外輸 出所述第一中壓直流電。其中，當所述特高壓低端換流站用于逆變側時，所述特高壓低端換流站還包括第二電源輸入模塊，用于接收所述來自特高壓高端換流站的第二中壓直流電，傳 送給第二電源變換模塊；第二電源變換輸出模塊，用于將所述第二中壓直流電轉換為第四交流電傳輸至第
5二負荷區域。本發明實施例還提供了一種特高壓高端換流站，當所述特高壓高端換流站用于整 流側時，包括第三電源輸入模塊，用于接收來自第二電源收集點的第二交流電及第一中壓直流 電，傳送至第三電源變換模塊；第三電源變換輸出模塊，將所述第二交流電經整流后與第一中壓直流電疊加，產 生第一特高壓直流電，向外輸出所述第一特高壓直流電源。其中，當所述特高壓低端換流站用于逆變側時，還包括第四電源輸入模塊，用于接收所述第一特高壓直流電源，傳送給第四電源變換模 塊；第四電源變換輸出模塊，將第一特高壓直流電的一部分轉換為第三交流電并就地 入網，輸送至第一負荷區域；剩余的直流電轉換為第二中壓直流電，將所述第二中壓直流電 通過直流的方式傳輸至逆變側的特高壓低端換流站。應用本發明，對于整流側，不需要將第一電源收集點和第二電源收集點再進行電 源的匯合，因此，減少了第一電源收集點、第二電源收集點與整流側特高壓換流站之間的交 流線路的出線回數，降低了傳輸成本及傳輸損耗，獲得了較好的經濟效益。逆變側的特高壓高端換流站和低端換流站分開建設，可以使電能分別輸送至第一 負荷區域和第二負荷區域。降低了逆變側的特高壓換流站與負荷之間的傳輸成本，便于將 電能輸送至不同的負荷區域，而且，該輸電方法分散了負荷的分布，方便了負荷區域的用 H1^ ο此外，由于整流側和逆變側特高壓高、低端換流站可以分別設置，因而解決了高端 變壓器的運輸問題，大大減少了建設成本，降低了運費。避免了巨量電力一點饋入逆變側交流電流電網對電網安全穩定的影響。
為了更清楚地說明本發明實施例和現有技術中的技術方案，下面將對實施例結合 現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是 本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現有的常規特高壓換流站的布置方式示意圖；圖2是現有技術中輸電方式示意圖；圖3是根據本發明實施例的特高壓換流站的布置方式示意圖；圖4是根據本發明實施例的輸電方式示意圖；圖5是根據本發明實施例的電源與換流站的輸電方法流程圖；圖6是根據本發明實施例的換流站與負荷的輸電方法流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。參見圖3，其是根據本發明實施例的特高壓換流站的布置方式示意圖。為了解決現 有技術中問題，本發明實施例中在整流側分別設置特高壓高端換流站301和特高壓低端換 流站302 ；逆變側分別設置特高壓高端換流站303和特高壓低端換流站304。令特高壓高端 換流站中只包括高端變壓器，不包括低端變壓器，令特高壓低端換流站中只包括低端變壓 器不包括高端變壓器。參見圖4，其是根據本發明實施例的用于特高壓直流輸電的接線方式示意圖。圖 中，粗實線代表直流輸電，細實線代表交流輸電。下面對電源端與換流站間、負荷區域與換流站間的接線方式分別進行說明。參見圖5，其是根據本發明實施例的電源端與換流站的連接方法流程圖，結合圖4 和圖5，具體方法包括步驟501，分別設置整流側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；步驟502，整流側特高壓低端換流站接收來自第一電源收集點的第一交流電，將所 述第一交流電轉換為第一中壓直流電，輸入特高壓高端換流站；步驟503，整流側特高壓高端換流站接收來自第二電源收集點的第二交流電及上 述第一中壓直流電，將所述第二交流電經整流后與第一中壓直流電疊加，產生第一特高壓 直流電，將所述第一特高壓直流電源輸出至逆變側特高壓高端換流站。上述第一交流電和第二交流電均可以包括一條或多條交流回路，其電壓值大小及 確定原則與現有技術相同，在此不再詳細說明。需要說明的是，上述特高壓高端換流站可以包括一個高端閥廳或兩個位于不同地 方的高端閥廳，也就是說，既可以由兩個高端閥廳構成一個特高壓高端換流站，也可以一個 高端閥廳構成一個特高壓高端換流站；相應的，上述特高壓低端換流站可以包括一個低端 閥廳或兩個位于不同地方的低端閥廳。應用上述實施例，對于整流側，電源端內的第一電源收集點直接為特高壓低端換 流站送電，電源端內的第二電源收集點直接為特高壓高端換流站送點，不需要將第一電源 收集點和第二電源收集點再進行電源的匯合，即不再需要圖2中的電源匯合裝置205，因 此，減少了第一電源收集點、第二電源收集點與整流側特高壓換流站之間的交流線路的出 線回數，降低了傳輸成本及傳輸損耗，獲得了較好的經濟效益。此外，由于整流側特高壓高、 低端換流站可以分別設置，因而解決了高端變壓器的運輸問題，大大減少了建設成本，降低 了運費。參見圖6，其是根據本發明實施例的負荷區域與換流站的連接方法流程圖，結合圖 4和圖6，具體方法包括步驟601，分別設置逆變側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；步驟602，逆變側特高壓高端換流站將第一特高壓直流電的一部分轉換為第三 交流電并就地入網，輸送至第一負荷區域；剩余的直流電轉換為中壓直流電(在此將其稱 為第二中壓直流電)，將第二中壓直流電通過直流的方式傳輸至逆變側的特高壓低端換流 站；步驟603，逆變側特高壓低端換流站將所述第二中壓直流電轉換為第四交流電傳輸至第二負荷區域；其中，上述第一負荷區域與第二負荷區域是物理上不同的負荷區域。需要說明的是，上述第三、四交流電可以包括一條或多條交流線路，具體數量可以 根據負荷端的數量及要求確定，其中，每個負荷區域可以對應一條或一條以上個交流線路， 具體的確定方式為現有技術，在此不再詳細說明。需要說明的是，上述第三、四交流電中各條交流線路的電壓值可以根據負荷端的 具有要求確定，其確定的過程為現有技術，在此不再詳細說明。需要說明的是，上述特高壓高端換流站可以包括一個高端閥廳或兩個位于不同地 方的高端閥廳，也就是說，既可以由兩個位于不同地方的高端閥廳構成一個特高壓高端換 流站，也可以一個高端閥廳構成一個特高壓高端換流站；相應的，上述特高壓低端換流站可 以包括一個低端閥廳或兩個低端閥廳。應用上述實施例，由于逆變側的特高壓低端換流站單獨設置，因而其可以深入負 荷端，降低了逆變側的特高壓換流站與負荷之間的傳輸成本及損耗，而且，由于分特高壓低 端換流站和特高壓高端換流站分開建設，可以不在同一物理位置，因而分散了負荷的分布， 方便了用戶的供電。此外，由于整流側特高壓高、低端換流站可以分別設置，因而解決了高 端變壓器的運輸問題，大大減少了建設成本，降低了運費。需要說明的是，圖5所述實施例是針對整流側的改進，圖6所述實施例是針對逆變 側的改進，兩者只要應用其一就可以達到降低傳輸成本及傳輸損耗的目的，如果二者同時 應用，所產生的有益效果將非常突出。在本發明實施例中，并不限定二者是分別單獨應用還 是同時被應用。本發明實施例還提供了一種特高壓低端換流站，當所述特高壓低端換流站用于整 流側時，該特高壓低端換流站包括第一電源輸入模塊，用于接收來自第一電源收集點的第一交流電，將所述第一交 流電傳送至第一電源變換模塊；第一電源變換輸出模塊，用于將所述第一交流電轉換為第一中壓直流電，向外輸 出所述第一中壓直流電。所述特高壓低端換流站用于逆變側時，所述特高壓低端換流站還包括第二電源輸入模塊，用于接收所述來自特高壓高端換流站的第二中壓直流電，傳 送給第二電源變換模塊；第二電源變換輸出模塊，用于將所述第二中壓直流電轉換為第四交流電傳輸至第 二負荷區域。本發明實施例還提供了一種特高壓高端換流站，當所述特高壓高端換流站用于整 流側時，特高壓高端換流站包括第三電源輸入模塊，用于接收來自第二電源收集點的第二交流電及第一中壓直流 電，傳送至第三電源變換模塊；第三電源變換輸出模塊，將所述第二交流電經整流后與第一中壓直流電疊加，產 生第一特高壓直流電，向外輸出所述第一特高壓直流電源。當所述特高壓低端換流站用于逆變側時，該特高壓高端換流站還包括第四電源輸入模塊，用于接收所述第一特高壓直流電源，傳送給第四電源變換模塊；第四電源變換輸出模塊，將第一特高壓直流電的一部分轉換為第三交流電并就地 入網，輸送至第一負荷區域；剩余的直流電轉換為第二中壓直流電，將所述第二中壓直流電 通過直流的方式傳輸至逆變側的特高壓低端換流站。應用上述實施例，對于整流側，不需要將第一電源收集點和第二電源收集點再進 行電源的匯合，因此，減少了第一電源收集點、第二電源收集點與整流側特高壓換流站之間 的交流線路的出線回數，降低了傳輸成本及傳輸損耗，獲得了較好的經濟效益。此外，由于 整流側和逆變側特高壓高、低端換流站可以分別設置，因而解決了高端變壓器的運輸問題， 大大減少了建設成本，降低了運費。而且，由于分特高壓低端換流站和特高壓高端換流站分 開建設，可以使電能分別輸送至第一負荷區域和第二負荷區域，分散了負荷的分布，方便了 用戶的用電。此外，由于整流側特高壓高、低端換流站可以分別設置，因而解決了高端變壓 器的運輸問題，大大減少了建設成本，降低了運費。對于換流站實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相 關之處參見方法實施例的部分說明即可。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存 在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵 蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備
所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，并不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍 內。
權利要求
一種用于特高壓直流輸電的接線方法，其特征在于，對于整流側，所述方法包括分別設置整流側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；所述整流側特高壓低端換流站接收來自第一電源收集點的第一交流電，將所述第一交流電轉換為第一中壓直流電，輸入特高壓高端換流站；所述整流側特高壓高端換流站接收來自第二電源收集點的第二交流電及所述第一中壓直流電，將所述第二交流電經整流后與第一中壓直流電疊加，產生第一特高壓直流電，將所述第一特高壓直流電源輸出至逆變側特高壓高端換流站。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 分別設置逆變側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；所述逆變側特高壓高端換流站將第一特高壓直流電的一部分轉換為第三交流電并就 地入網，輸送至第一負荷區域；剩余的直流電轉換為第二中壓直流電，將所述第二中壓直流 電通過直流的方式傳輸至逆變側的特高壓低端換流站；所述逆變側特高壓低端換流站將所述第二中壓直流電轉換為第四交流電傳輸至第二 負荷區域；其中，所述第一負荷區域與第二負荷區域是物理上不同的負荷區域。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述特高壓高端換流站包括一個或位于不同地方的兩個高端閥廳； 所述特高壓低端換流站包括一個或位于不同地方的兩個低端閥廳。
4.一種負荷與換流站的連接方法，其特征在于，對于逆變側，所述方法包括 分別設置逆變側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；所述逆變側特高壓高端換流站將第一特高壓直流電的一部分轉換為第三交流電并就 地入網，輸送至第一負荷區域；剩余的直流電轉換為第二中壓直流電，將所述第二中壓直流 電通過直流的方式傳輸至逆變側的特高壓低端換流站；所述逆變側特高壓低端換流站將所述第二中壓直流電轉換為第四交流電傳輸至第二 負荷區域；其中，所述第一負荷區域與第二負荷區域是物理上不同的負荷區域。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述特高壓高端換流站包括一個或位于不同地方的兩個高端閥廳； 所述特高壓低端換流站包括一個或位于不同地方的兩個低端閥廳。
6.一種特高壓低端換流站，其特征在于，當所述特高壓低端換流站用于整流側時，包括第一電源輸入模塊，用于接收來自第一電源收集點的第一交流電，將所述第一交流電 傳送至第一電源變換模塊；第一電源變換輸出模塊，用于將所述第一交流電轉換為第一中壓直流電，向外輸出所 述第一中壓直流電。
7.根據權利要求6所述的特高壓低端換流站，其特征在于，當所述特高壓低端換流站 用于逆變側時，所述特高壓低端換流站還包括第二電源輸入模塊，用于接收所述來自特高壓高端換流站的第二中壓直流電，傳送給 第二電源變換模塊；2第二電源變換輸出模塊，用于將所述第二中壓直流電轉換為第四交流電傳輸至第二負 荷區域。
8.一種特高壓高端換流站，其特征在于，當所述特高壓高端換流站用于整流側時，包括第三電源輸入模塊，用于接收來自第二電源收集點的第二交流電及第一中壓直流電， 傳送至第三電源變換模塊；第三電源變換輸出模塊，將所述第二交流電經整流后與第一中壓直流電疊加，產生第 一特高壓直流電，向外輸出所述第一特高壓直流電源。
9.根據權利要求8所述的特高壓高端換流站，其特征在于，當所述特高壓低端換流站 用于逆變側時，還包括第四電源輸入模塊，用于接收所述第一特高壓直流電源，傳送給第四電源變換模塊； 第四電源變換輸出模塊，將第一特高壓直流電的一部分轉換為第三交流電并就地入 網，輸送至第一負荷區域；剩余的直流電轉換為第二中壓直流電，將所述第二中壓直流電通 過直流的方式傳輸至逆變側的特高壓低端換流站。
全文摘要
本發明公開了一種用于特高壓直流輸電的接線方法及特高壓換流站，對于整流側，所述方法包括分別設置整流側特高壓高端換流站和特高壓低端換流站；所述整流側特高壓低端換流站接收來自第一電源收集點的第一交流電，將所述第一交流電轉換為第一中壓直流電，輸入特高壓高端換流站；所述整流側特高壓高端換流站接收來自第二電源收集點的第二交流電及所述第一中壓直流電，將所述第二交流電經整流后與第一中壓直流電疊加，產生第一特高壓直流電，將所述第一特高壓直流電源輸出至逆變側特高壓高端換流站。應用本發明，減少了交流線路的出線回數，降低了傳輸成本及傳輸損耗，獲得了較好的經濟效益。大大減少了建設成本，降低了運費。
文檔編號H02J3/36GK101882792SQ20101022318
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者孫昕 申請人:國家電網公司