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±320kV厦门双极柔性直流输电工程系统设计

北极星输配电网  来源:电力系统自动化  作者:陈东 乐波 梅念 吴延坤 余世峰  2018/8/16 10:39:09  我要投稿  

北极星输配电网讯:研究背景

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的柔性直流系统由于谐波畸变小且开关损耗低,是高电压大容量直流输电的重要发展方向。目前,世界范围内基于MMC的柔性直流工程发展迅猛;国内已有5项MMC工程投运,同时还有多项高压乃至特高压MMC工程处于规划之中,并可能成为我国未来大区域电网互联的重要手段。与交流输变电工程不同,柔性直流工程需要根据送受端交流系统条件、输电距离、投资和占地等条件开展定制化的系统设计。

   (来源:电力系统自动化  ID:AEPS-1977)

±320kV/1000MW厦门柔性直流输电工程(以下简称厦门工程)是世界范围内第一个采用双极接线的柔性直流工程,也是额定直流电压和输送容量均达到世界之最的柔性直流工程,两端换流站鸟瞰示意图如图1所示。与以往对称单极柔性直流工程相比,首次采用的双极接线和大传输容量对工程的系统设计提出了新的要求。本文对双极高压大容量柔性直流工程的系统设计展开研究,研究结论在厦门工程得到成功应用,验证了设计方案和技术参数的正确性。

(a) 彭厝换流站

(b) 湖边换流站

图1 厦门工程换流站鸟瞰示意图

1 主接线及运行方式

当高压大容量柔性直流工程采用对称单极接线,存在如下问题:

1)与同容量双极柔性系统相比,可靠性较低。

2)换流单元采用三台单相双绕组变压器,导致变压器容量大,运输困难。

3)换流站设备的绝缘水平要求较高。考虑到上述因素,厦门工程采用双极带金属回线的主接线,主接线设计如图2所示。

图2 双极柔性直流换流站接线示意图

根据主接线设计特点和转换开关配置方案,厦门工程存在以下3种运行方式:

方式1:双极带金属回线单端接地运行(见图3(a))。其中,接地点仅起钳制电位的作用,不提供直流电流通路。双极不平衡电流通过金属回线返回。

方式2:单极带金属回线单端接地运行(见图3(b))。接地点的作用同方式1,且单极极线电流通过金属回线返回。

方式3:双极不带金属回线双端接地运行(见图3(c))。双极不平衡电流通过大地回路返回。该方式为运行方式转换过程中出现的临时方式,且必须保证直流系统处于双极对称状态。

图3 厦门工程三种典型运行方式

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