用于高壓直流輸電系統的絕緣設計的設備和方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種高壓直流(HVDC)輸電系統。特別是，本公開涉及一種用于高壓直流輸電系統的絕緣設計的方法。
【背景技術】
[0002]高壓直流輸電系統可經由高壓直流(DC)把電力傳輸到遠方。
[0003]—般地，高壓直流輸電系統可通過使用架空線或海底電纜傳輸電力。
[0004]高壓直流輸電系統由于諸如投資成本較少、線纜長度無限制以及輸電損耗較少的優勢，而被廣泛地應用。
[0005]由于高壓直流輸電系統經由高壓直流傳輸電力，所以絕緣設計的重要性非常高。在根據現有技術的絕緣設計的方法中，環境因素和污染程度會乘以固定值。根據上述方法，每當系統改變都必須再次執行計算，且高壓直流輸電系統的設計值不會在絕緣設計中反映出來。特別是，當應用于實際系統時，存在為每個部分和電壓波動重新設計絕緣的麻煩過程。
【發明內容】
[0006]實施例提供一種絕緣設計的設備和方法，其為絕緣設計提供便利并且消除設計中的不便。
[0007]在一個實施例中，一種用于絕緣設計的設備，其執行高壓直流(HVDC)輸電系統的絕緣設計，所述設備包括:第一絕緣建模單元，其基于HVDC輸電系統的過電壓和額定電壓對HVDC輸電系統建模，以產生HVDC輸電系統的絕緣基本模型；絕緣水平計算單元，其執行絕緣基本模型的絕緣計算以確定適合于執行HVDC輸電系統的絕緣基本模型的功能的絕緣配合耐受電壓(insulat1n cooperat1n withstanding voltage);第二絕緣建模單元，其基于絕緣配合耐受電壓來修正HVDC輸電系統的絕緣基本模型，從而產生HVDC輸電系統的絕緣模型；以及額定絕緣水平計算單元，其計算滿足HVDC輸電系統的絕緣模型的基準耐受電壓的額定絕緣水平。
[0008]在下面的描述和附圖中列出了一個或多個實施例的細節。其他特征通過描述和附圖以及通過權利要求將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0009]圖1為根據實施例的高壓直流(HVDC)輸電系統的視圖。
[0010]圖2為根據實施例的單極型HVDC輸電系統的視圖。
[0011 ]圖3為根據實施例的雙極型HVDC輸電系統的視圖。
[0012]圖4為示出根據實施例的變壓器與三相閥橋之間的連接的視圖。
[0013]圖5為示出根據實施例的用于HVDC輸電系統的絕緣設計的設備的框圖。
[0014]圖6為示出根據實施例的HVDC輸電系統的絕緣設計設備的運行方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]現在將對本公開中的實施例進行詳細論述，本公開的示例被示出在附圖中。
[0016]將參照附圖詳細描述根據實施例的用于電動車輛的電動裝置。然而，本發明可以以多種不同形式體現，并且不應被解釋為限于這里所列出的實施例；而是，包括在其他逆向發明或者落入本公開的精神和范圍內的替代實施例，可以通過添加、更改和改變而容易地得到，并且將向本領域技術人員充分表達本發明的構思。
[0017]以下，將參照附圖對本公開的實施例做更為詳細的描述。此外，為了描述方便而使用了諸如“部”、“模塊”和“單元”的術語，并且他們本身并不具有不同的含義或功能。
[0018]圖1為根據實施例的高壓直流(HVDC)輸電系統的視圖。
[0019]參照圖1，根據實施例的HVDC輸電系統100包括發電部101、傳輸側交流電(AC)部110、傳輸側變換部103、直流(DC)電傳輸部140、用戶側直流變換部105、用戶側交流電部170、用戶部180以及控制部190。傳輸側直流變換部103包括傳輸側變壓器部120和傳輸側交流-直流轉換器部130。用戶側直流變換部105包括用戶側直流-交流轉換器部150以及用戶側變壓器部160。
[0020]發電部101產生三相交流電力。發電部101可以包括多個發電廠。
[0021]傳輸側交流電部110將發電部101產生的三相交流電力傳輸到直流變電站，直流變電站包括傳輸側變壓器部120和傳輸側交流-直流轉換器部130。
[0022]傳輸側變壓器部120將傳輸側交流電部110與傳輸側交流-直流轉換器部130和直流電傳輸部140隔開。
[0023]傳輸側交流-直流轉換器部130將對應于傳輸側變壓器部120的輸出的三相交流電轉換為直流電。
[0024]直流電傳輸部140將傳輸側直流電傳送到用戶側。
[0025]用戶側直流-交流轉換器部150將由直流電傳輸部140傳輸來的直流電轉換為三相交流電。
[0026]用戶側變壓器部160將用戶側交流電部170與用戶側直流-交流轉換器部150和直流電傳輸部140隔開。
[0027]用戶側交流電部170將對應于用戶側變壓器部160的輸出的三相交流電提供給用戶部180。
[0028]控制部190控制發電部101、傳輸側交流電部110、傳輸側直流變換部103、直流電傳輸部140、用戶側直流變換部105、用戶側交流電部170、用戶部180、傳輸側交流-直流轉換器部130以及用戶側直流-交流轉換器部150中的至少一個。特別是，控制部190可以控制傳輸側交流-直流轉換器部130和用戶側直流-交流轉換器部150中的多個閥的接通時刻和斷開時刻。在此，每個閥可以是晶閘管或者絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。
[0029]圖2為根據實施例的單極型HVDC輸電系統的視圖。
[0030]特別地，圖2示出了傳輸具有單極的直流電的系統。以下，假設該單極為正極，但不限于此。
[0031]傳輸側交流電部110包括交流電傳輸線111和交流電濾波器113。
[0032]交流電傳輸線111將由發電部101產生的三相交流電傳輸到傳輸側直流變換部103。
[0033]交流電濾波器113將傳送的三相交流電中的除了被直流變換部103使用的頻率分量之外的其余頻率分量去除。
[0034]傳輸側變壓器部120包括用于正極的至少一個變壓器121。對于正極，傳輸側交流-直流轉換器部130包括產生正極直流電的交流-正極直流轉換器131，且交流-正極直流轉換器131包括與至少一個變壓器121對應的至少一個三相閥橋131a。
[0035]當一個三相閥橋131a用于正極時，交流-正極直流轉換器131可以通過利用交流電產生具有6脈沖的正極直流電。此處，一個變壓器121的初級線圈和次級線圈可以具有雙星形(Y-Y)接法或星形-三角形(Υ-Δ)接法。
[0036]當使用兩個三相閥橋131a時，交流-正極直流轉換器131可以通過利用交流電產生具有12脈沖的正極直流電。此處，兩個變壓器121中的一個變壓器的初級線圈和次級線圈可以具有雙星形接法，兩個變壓器121中的另一個變壓器的初級線圈和次級線圈可以具有星形-三角形接法。
[0037]當使用三個三相閥橋131a時，交流-正極直流轉換器131可以通過利用交流電產生具有18脈沖的正極直流電。正極直流電的脈沖數增加地越多，濾波器價格就可以減少地越多。
[0038]直流電傳輸部140包括傳輸側正極直流濾波器141、正極直流電傳輸線143以及用戶側正極直流濾波器145。