用于高壓直流輸電系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)。特別是，本公開涉及一種用于高壓直流輸電系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓直流輸電系統(tǒng)可經(jīng)由高壓直流(DC)把電力傳輸?shù)竭h(yuǎn)方。
[0003]—般地，高壓直流輸電系統(tǒng)可通過(guò)使用架空線或海底電纜傳輸電力。
[0004]高壓直流輸電系統(tǒng)由于諸如投資成本較少、線纜長(zhǎng)度無(wú)限制以及輸電損耗較少的優(yōu)勢(shì)，而被廣泛地應(yīng)用。
[0005]由于高壓直流輸電系統(tǒng)經(jīng)由高壓直流傳輸電力，所以絕緣設(shè)計(jì)的重要性非常高。
[0006]在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的高壓直流輸電系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)中，由于只考慮高壓直流輸電系統(tǒng)的自身過(guò)電壓水平卻沒(méi)有考慮交流系統(tǒng)，所以交流系統(tǒng)的不穩(wěn)定性會(huì)對(duì)高壓直流輸電系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]實(shí)施例提供一種絕緣設(shè)計(jì)的設(shè)備和方法，其考慮交流系統(tǒng)的不穩(wěn)定性來(lái)執(zhí)行高壓直流輸電系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于絕緣設(shè)計(jì)的設(shè)備，其執(zhí)行高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)，所述設(shè)備包括:意外狀態(tài)電壓計(jì)算單元，其基于HVDC輸電系統(tǒng)的絕緣基本模型的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算處于意外狀態(tài)下的HVDC輸電系統(tǒng)的交流電部的絕緣電壓電平；事例分析執(zhí)行單元，其通過(guò)利用處于意外狀態(tài)下的HVDC輸電系統(tǒng)的交流電部的絕緣電壓電平來(lái)執(zhí)行事例分析，以計(jì)算最大絕緣電壓電平；以及額定絕緣水平計(jì)算單元，其將最大絕緣電壓電平應(yīng)用到HVDC輸電系統(tǒng)的絕緣基本模型，且對(duì)應(yīng)用了最大絕緣電壓電平的絕緣基本模型執(zhí)行絕緣設(shè)計(jì)，以計(jì)算HVDC輸電系統(tǒng)的額定絕緣水平。
[0009]在下面的描述和附圖中列出了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。其他特征通過(guò)描述和附圖以及通過(guò)權(quán)利要求將是顯而易見(jiàn)的。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為根據(jù)實(shí)施例的高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)的視圖。
[0011 ]圖2為根據(jù)實(shí)施例的單極型HVDC輸電系統(tǒng)的視圖。
[0012]圖3為根據(jù)實(shí)施例的雙極型HVDC輸電系統(tǒng)的視圖。
[0013]圖4為示出根據(jù)實(shí)施例的變壓器與三相閥橋之間的連接的視圖。
[0014]圖5為示出根據(jù)實(shí)施例的用于HVDC輸電系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)的設(shè)備的框圖。
[0015]圖6為示出根據(jù)實(shí)施例的HVDC輸電系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)設(shè)備的運(yùn)行方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)在將對(duì)本公開中的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)論述，本公開的示例被示出在附圖中。
[0017]將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施例的用于電動(dòng)車輛的電動(dòng)裝置。然而，本發(fā)明可以以多種不同形式體現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限于這里所列出的實(shí)施例；而是，包括在其他逆向發(fā)明或者落入本公開的精神和范圍內(nèi)的替代實(shí)施例，可以通過(guò)添加、更改和改變而容易地得到，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的構(gòu)思。
[0018]以下，將參照附圖對(duì)本公開的實(shí)施例做更為詳細(xì)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(shù)語(yǔ)，并且他們本身并不具有不同的含義或功能。
[0019]圖1為根據(jù)實(shí)施例的高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)的視圖。
[0020]參照?qǐng)D1，根據(jù)實(shí)施例的HVDC輸電系統(tǒng)100包括發(fā)電部101、傳輸側(cè)交流電(AC)部110、傳輸側(cè)變換部103、直流(DC)電傳輸部140、用戶側(cè)直流變換部105、用戶側(cè)交流電部170、用戶部180以及控制部190。傳輸側(cè)直流變換部103包括傳輸側(cè)變壓器部120和傳輸側(cè)交流-直流轉(zhuǎn)換器部130。用戶側(cè)直流變換部105包括用戶側(cè)直流-交流轉(zhuǎn)換器部150以及用戶側(cè)變壓器部160。
[0021]發(fā)電部101產(chǎn)生三相交流電力。發(fā)電部101可以包括多個(gè)發(fā)電廠。
[0022]傳輸側(cè)交流電部110將發(fā)電部101產(chǎn)生的三相交流電力傳輸?shù)街绷髯冸娬?，直流變電站包括傳輸?cè)變壓器部120和傳輸側(cè)交流-直流轉(zhuǎn)換器部130。
[0023]傳輸側(cè)變壓器部120將傳輸側(cè)交流電部110與傳輸側(cè)交流-直流轉(zhuǎn)換器部130和直流電傳輸部140隔開。
[0024]傳輸側(cè)交流-直流轉(zhuǎn)換器部130將對(duì)應(yīng)于傳輸側(cè)變壓器部120的輸出的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
[0025]直流電傳輸部140將傳輸側(cè)直流電傳送到用戶側(cè)。
[0026]用戶側(cè)直流-交流轉(zhuǎn)換器部150將由直流電傳輸部140傳輸來(lái)的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電。
[0027]用戶側(cè)變壓器部160將用戶側(cè)交流電部170與用戶側(cè)直流-交流轉(zhuǎn)換器部150和直流電傳輸部140隔開。
[0028]用戶側(cè)交流電部170將對(duì)應(yīng)于用戶側(cè)變壓器部160的輸出的三相交流電提供給用戶部180。
[0029]控制部190控制發(fā)電部101、傳輸側(cè)交流電部110、傳輸側(cè)直流變換部103、直流電傳輸部140、用戶側(cè)直流變換部105、用戶側(cè)交流電部170、用戶部180、傳輸側(cè)交流-直流轉(zhuǎn)換器部130以及用戶側(cè)直流-交流轉(zhuǎn)換器部150中的至少一個(gè)。特別是，控制部190可以控制傳輸側(cè)交流-直流轉(zhuǎn)換器部130和用戶側(cè)直流-交流轉(zhuǎn)換器部150中的多個(gè)閥的接通時(shí)刻和斷開時(shí)刻。在此，每個(gè)閥可以是晶閘管或者絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。
[0030]圖2為根據(jù)實(shí)施例的單極型HVDC輸電系統(tǒng)的視圖。
[0031]特別地，圖2示出了傳輸具有單極的直流電的系統(tǒng)。以下，假設(shè)該單極為正極，但不限于此。
[0032]傳輸側(cè)交流電部110包括交流電傳輸線111和交流電濾波器113。
[0033]交流電傳輸線111將由發(fā)電部101產(chǎn)生的三相交流電傳輸?shù)絺鬏攤?cè)直流變換部103。
[0034]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。
[0035]傳輸側(cè)變壓器部120包括用于正極的至少一個(gè)變壓器121。對(duì)于正極，傳輸側(cè)交流-直流轉(zhuǎn)換器部130包括產(chǎn)生正極直流電的交流-正極直流轉(zhuǎn)換器131，且交流-正極直流轉(zhuǎn)換器131包括與至少一個(gè)變壓器121對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)三相閥橋131a。
[0036]當(dāng)一個(gè)三相閥橋131a用于正極時(shí)，交流-正極直流轉(zhuǎn)換器131可以通過(guò)利用交流電產(chǎn)生具有6脈沖的正極直流電。此處，一個(gè)變壓器121的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈可以具有雙星形(Y-Y)接法或星形-三角形(Υ-Δ)接法。
[0037]當(dāng)使用兩個(gè)三相閥橋131a時(shí)，交流-正極直流轉(zhuǎn)換器131可以通過(guò)利用交流電產(chǎn)生具有12脈沖的正極直流電。此處，兩個(gè)變壓器121中的一個(gè)變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈可以具有雙星形接法，兩個(gè)變壓器121中的另一個(gè)變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈可以具有星形-三角形接法。
[0038]當(dāng)使用三個(gè)三相閥橋131a時(shí)，交流-正極直流轉(zhuǎn)換器131可以通過(guò)利用交流電產(chǎn)生具有18脈沖的正極直流電。正極直流電的脈沖數(shù)增加地越多，濾波器價(jià)格就可以減少地越多。
[0039]直流電傳輸部140包括傳輸側(cè)正極直流濾波器141、正極直流電傳輸線143以及用戶側(cè)正極直流濾波器145。
[0040]傳輸側(cè)正極直流濾波器141包括電感器LI和電容器Cl，并且對(duì)由交流-正極直流轉(zhuǎn)換器131輸出的正極直流電執(zhí)行直流濾波。
[0041]正極直流電傳輸線143具有一條用于傳輸正極直流電的直流線，并且地線可以用作電流反饋路徑。至少一個(gè)開關(guān)可以布置在直流線上。
[0042]用戶側(cè)正極直流濾波器145包括電感器L2和電容器C2，并且對(duì)經(jīng)由正極直流電傳輸線143傳送的正極直流電執(zhí)行直流濾波。
[0043]用戶側(cè)直流-交流轉(zhuǎn)換器部150包括正極直流-交流轉(zhuǎn)換器151和至少一個(gè)三相閥橋151a。
[0044]用戶側(cè)變壓器部160包括用于正極的與至少一個(gè)三相閥橋151a相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)變壓器161。
[0045]當(dāng)使用一個(gè)三相閥橋151a時(shí)，正極直流-交流轉(zhuǎn)換器151可以通過(guò)利用正極直流電產(chǎn)生具有6脈沖的交流電。此處，一個(gè)變壓器161的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈可以具有雙星形接法或星形-三角形接法。
[0046]當(dāng)使用兩個(gè)三相閥橋151a時(shí)，正極直流-交流轉(zhuǎn)換器151可以通過(guò)利用正極直流電產(chǎn)生具有12脈沖的交流電。此處，兩個(gè)變壓器161中的一個(gè)變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈可以具有雙星形接法，兩個(gè)變壓器161中的另一個(gè)變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈可以具有星形-三角形接法。
[0047]當(dāng)使用三個(gè)三相閥橋151a時(shí)，正極直流-交流轉(zhuǎn)換器151可以通過(guò)利用正極直流電產(chǎn)生具有18脈沖的交流電。交流電的脈沖數(shù)增加地越多，濾波器價(jià)格可以減少地越多。
[0048]用戶側(cè)交流電部170包括交流電濾波器171和交流電傳輸線173。
[0049]交流電濾波器171將由用戶側(cè)直流變換部105產(chǎn)生的交流電中的除了被用戶部180使用的頻率分量(例如，60Hz)之外的其余頻率分量去除。
[0050]交流電傳輸線173將經(jīng)過(guò)濾波的交流電傳輸?shù)接脩舨?80。[0051 ] 圖3為根據(jù)實(shí)施例的雙極型HVDC輸電系統(tǒng)的視圖。
[0052]特別地，圖3示出了傳輸具有兩極的直流電的系統(tǒng)。以下，假設(shè)兩極為正極和負(fù)極，但并不限于此。
[0053]傳輸側(cè)交流電部110包括交流電傳輸線111和交流電濾波器113。
[0054]交流電傳輸線111將由發(fā)電部101產(chǎn)生的三相交流電傳輸?shù)絺鬏攤?cè)變換部103。
[0055]交流電濾波器113將傳送的三相交流電中的除了被變換