高压直流传输系统的制作方法
高压直流传输系统的制作方法
【专利说明】高压直流传输系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求在35U.S.C.119和35U.S.C.365下的于2014年10月I日提交的申请号为10-2014-0132200的韩国专利申请的优先权，其作为参考被整体引用。
技术领域
[0003]本申请涉及一种高压直流(HVDC，high voltage direct current)传输系统。
【背景技术】
[0004]HVDC传输系统通过HVDC发送电力。
[0005]总的来说，该HVDC传输系统使用架空线或海底线缆来传输电力。
[0006]由于其投资费用低，对电缆长度没有限制以及传输电力的损耗可以被最小化的优点，该HVDC传输电路被广泛应用。
[0007]HVDC传输系统使用电力传输技术，根据该电力传输技术，传送点将由发电站生成的交流(AC)电力转换为DC电力，然后传送DC电力，并且接收点将DC电力重新转换为AC电力来提供电力，因此存在有效使用和分配生成的电力的要求。
【发明内容】
[0008]实施例提出了使能由电站生成的电力被有效使用和存储在传送点和接收点的高压直流(HVDC)传输系统。
[0009]在一个实施例中，高压直流(HVDC)传输系统包括:第一电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所生成的电力，并且将生成的电力或存储的电力输出到第二电力收发部；第二电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所生成的电力，并且将生成的电力或存储的电力输出到第一电力收发部；和控制部，其控制第一电力收发部和第二电力收发部的电力的传送和接收。
[0010]根据实施例，由于生成的电力在传送点被有效利用，并且与接收点共享，因而能够增加使用的效率。
[0011]—个或更多实施例的详情将参考附图和以下说明来阐述。其他特征将根据说明书和附图以及权利要求变得明显。
【附图说明】
[0012]图1为用于解释根据实施例的高压直流(HVDC)传输系统配置的框图。
[0013]图2为用于解释根据实施例的单极HVDC传输系统的配置的框图。
[0014]图3为用于解释根据实施例的双极HVDC传输系统的配置的框图。
[0015]图4为用于解释根据实施例的变压器和三相阀桥的连接的框图。
[0016]图5为用于解释根据实施例的HVDC传输系统的配置的框图。
[0017]图6为用于解释根据实施例的HVDC传输系统的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0018]将对本发明的实施例作出详细参考，所述实施例的示例显示在附图中。
[0019]在详细说明和权利要求中使用的术语或词语不应限制性地解释为典型含义或在词典中指明的含义，而应当解释为基于发明人为了以最好的方式描述他或她的发明而能够合适地定义术语概念的原则而符合发明构思的技术精神的含义和概念。
[0020]因此，由于在详细说明中描述的实施例和在附图中显示的配置仅仅是示例，并且没有覆盖实施例的所有技术精神，所以应当知道存在代替它们来提出当前申请的不同等同物和变化。
[0021]图1显示了根据实施例的高压直流(HVDC)传输系统。
[0022]如图1所示，根据实施例的HVDC传输系统100包括发电部101、传输侧交流(AC)部110、传输侧变换部103、DC电力传输部140、接收侧变换部105、接收侧AC部170、接收部180和控制部190。
[0023]传输侧变换部103包括传输侧变压器部120和传输侧AC/DC转换器部130。接收侧变换部105包括接收侧AC/DC转换器部150，和接收侧变压器部160。
[0024]发电部101生成三相AC电力。发电部101包括多个发电站。
[0025]传输侧AC部110传送由发电部101生成的三相AC电力到包括传输侧变压器部120和传输侧AC/DC转换器部130的DC变电站。
[0026]传输侧变压器部120将传输侧AC部110隔离于传输侧AC/DC转换器部130和DC电力传输部140。
[0027]传输侧AC/DC转换器部130将与传输侧变压器部120的输出对应的三相AC电力转换为DC电力。
[0028]DC电力传输部140传送传输侧DC电力到接收侧。
[0029]接收侧DC/AC转换器部150将由DC电力传输部140传送的DC电力转换为三相AC电力。
[0030]接收侧变压器部160将接收侧AC部170隔离于接收侧DC/AC转换器部150和DC电力传输部140。
[0031]接收侧AC部170提供与接收侧变压器部160的输出对应的三相AC电力给接收部180。
[0032]控制部190可以控制在发电部101、传输侧AC部110、传输侧变换部103、DC电力传输部140、接收侧变换部105、接收侧AC部170、接收部180和接收侧DC/AC转换器部150中的多个阀的接通和关断正时。在这种情况下，阀对应于晶闸管或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
[0033]图2显示了根据实施例的单极HVDC传输系统。
[0034]图2显示了传送单极DC电力的系统。
[0035]尽管在下文中假定单极为正极，但是并不需要限制于此。
[0036]传输侧AC部110包括AC电力传输线111和AC滤波器113。
[0037]AC电力传输线111传送由发电部101生成的三相AC电力到传输侧变换部103。
[0038]AC滤波器113从传送的三相AC电力中移除除了变换部103使用的频率成分的其他频率成分。
[0039]传输侧变压器部120包括用于正极的一个或多个变压器121。对于正极，传输侧AC/DC转换器部130包括生成正极DC电力的AC/正极DC转换器131，且AC/正极DC转换器131包括分别与一个或多个变压器121对应的三相阀桥131a。
[0040]当使用一个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器131使用AC电力以生成具有6个脉冲的正极DC电力。在这种情况下，一个变压器121的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Υ-Δ连接。
[0041]当使用两个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器部131使用AC电力生成具有12个脉冲的正极DC电力。在这种情况下，两个变压器121中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，并且两个变压器121中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-A连接。
[0042]当使用三个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器131使用AC电力以生成具有18个脉冲的正极DC电力。正极DC电力的脉冲的数量越多，则滤波器的价格就越低。
[0043]DC电力传输部140包括传输侧正极DC滤波器141、正极DC电力传输线143和接收侧正极DC滤波器145。
[0044]传输侧正极DC滤波器141包括电感LI和电容Cl并对由AC/正极DC转换器131输出的正极DC电力进行滤波。
[0045]正极DC电力传输线143具有用于传送正极DC电力的DC线路，并且地作为电流反馈路径。一个或多个开关布置在DC线路上。
[0046]接收侧正极DC滤波器145包括电感L2和电容C2并对通过正极DC电力传输线143传送的正极DC电力进行滤波。
[0047]接收侧DC/AC转换器部150包括正极DC/AC转换器151，其包括一个或多个三相阀桥 151a。
[0048]接收侧变压器部160包括一个或多个分别对应用于正极的一个或多个三相阀桥151a的变压器161。
[0049]当使用一个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有6个脉冲的AC电力。在这种情况下，一个变压器161的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Υ-Δ连接。
[0050]当使用两个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有12个脉冲的AC电力。在这种情况下，两个变压器161中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器161中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Υ-Δ连接。
[0051]当使用三个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0052]接收侧AC部170包括AC滤波器171和AC电力传输线173。
[0053]AC滤波器171从接收侧变换部105生成的AC电力中移除除了接收部180使用的频率成分(例如，大约60HZ)的其它频率 成分。
[0054]AC电力传输线173传送经滤波AC电力到接收部180。
[0055]图3显示了根据实施例的双极HVDC传输系统。
[0056]图3显示了传送双极DC电力的系统。尽管假定在下文中双极为正极和负极，但是并不需限制于此。
[0057]传输侧AC部110包括AC电力传输线111和AC滤波器113。
[0058]AC电力传输线111传送由发电部101生成的三相AC电力到传输侧变换部103。
[0059]AC滤波器113从传送的三相AC电力中移除除了变换部103使用的频率成分的其他频率成分。
[0060]传输侧变压器部120包括用于正极的一个或多个变压器121和用于负极的一个或多个变压器122。传输侧AC/DC转换器部130包括生成正极DC电力的AC/正极DC转换器131和生成负极DC电力的AC/负极DC转换器132，AC/正极DC转换器131包括分别与用于正极的一个或多个变压器121对应的一个或多个三相阀桥131a，且AC/负极DC转换器132包括分别与用于负极的一个或多个变压器122对应的一个或多个三相阀桥132a。
[0061]当使用一个三相阀桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器131使用AC电力以生成具有6个脉冲的正极DC电力。在这种情况下，一个变压器121的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
[0062]当使用两个三相阀桥131a用于正极时，正极DC/AC转换器131使用AC电力以生成具有12个脉冲的正极DC电力。在这种情况下，两个变压器121中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器121中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-A连接。
[0063]当使用三个三相阀桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器部131使用AC电力以生成具有18个脉冲的正极DC电力。正极DC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0064]当使用一个三相阀桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132生成具有6个脉冲的负极DC电力。在这种情况下，一个变压器122的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Y-A连接。
[0065]当使用两个三相阀桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132生成具有12个脉冲的负极DC电力。在这种情况下，两个变压器122中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器122中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Υ-Δ连接。
[0066]当使用三个三相阀桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132生成具有18个脉冲的负极DC电力。负极DC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0067]DC电力传输部140包括传输侧正极DC滤波器141、传输侧负极DC滤波器142、正极DC电力传输线143、负极DC电力传输线144、接收侧正极DC滤波器145、以及接收侧负极DC滤波器146。
[0068]传输侧正极DC滤波器141包括电感LI和电容Cl并对由AC/正极DC转换器131输出的正极DC电力进行DC滤波。
[0069]传输侧负极DC滤波器142包括电感L3和电容C3并对由AC/负极DC转换器132输出的负极DC电力进行DC滤波。
[0070]正极DC电力传输线143具有用于正极DC电力传送的DC线路，并将地作为电流反馈路径。在DC线路上布置有一个或多个开关。
[0071]负极DC电力传输线144具有用于负极DC电力传送的DC线路，并且将地作为电流反馈路径。在DC线路上布置有一个或多个开关。
[0072]接收侧正极DC滤波器145包括电感L2和电容C2并对经由正极DC电力传输线143传送的正极DC电力进行DC滤波。
[0073]接收侧负极DC滤波器146包括电感L4和电容C4并对经由负极DC电力传输线144传送的负极DC电力进行DC滤波。
[0074]接收侧DC/AC转换器部150包括正极DC/AC转换器151和负极DC/AC转换器152，正极DC/AC转换器151包括一个或多个三相阀桥151a，并且负极DC/AC转换器152包括一个或多个三相阀桥152a。
[0075]接收侧变压器部160包括分别与用于正极的一个或多个三相阀桥151a对应的一个或多个变压器161和分别与用于负极的一个或多个三相阀桥152a对应的一个或多个变压器162。
[0076]当使用一个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有6个脉冲的AC电力。在这种情况下，一个变压器161的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
[0077]当使用两个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有12个脉冲的AC电力。在这种情况下，两个变压器161中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器161中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-A连接。
[0078]当使用三个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0079]当使用一个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152使用负极DC电力以生成具有6个脉冲的AC电力。在这种情况下，一个变压器162的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
[0080]当使用两个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152使用负极DC电力以生成具有12个脉冲的AC电力。在这种情况下，两个变压器162中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器162中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-A连接。
[0081]当使用三个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152使用负极DC电力以生成具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0082]接收侧AC部170包括AC滤波器171和AC电力传输线173。
[0083]AC滤波器171从接收侧变换部105生成的AC电力中移除除了由接收部180使用的频率成分(例如，大约60Hz)的其他频率成分。
[0084]AC电力传输线173向接收部180传送经滤波后的AC电力。
[0085]图4显示了根据实施例的三相阀桥和变压器的连接。
[0086]特别地，图4显示了用于正极的两个变压器121和用于正极的两个三相阀桥131a的连接。由于用于负极的两个变压器122和用于负极的两个三相阀桥132a的连接，那么用于正极的两个变压器161和用于正极的两个三相阀桥151a之间的连接、用于负极的两个变压器162和用于负极的两个三相阀桥152a之间的连接、用于正极的变压器121和用于正极的三相阀桥131a之间的连接、用于正极的变压器161和用于正极的三相阀桥151a之间的连接等很容易通过图4的实施例获得，因此省略这些附图和描述。
[0087]在图4中，具有Y-Y连接的变压器121称为上部变压器，具有Υ-Δ连接的变压器121称为下部变压器，连接到上部变压器的三相阀桥131a指上部三相阀桥，且连接到下部变压器的三相阀桥131a指下部三相阀桥。
[0088]上部三相阀桥和下部三相阀桥具有第一输出端OUTl和第二输出端0UT2，并且两个输出端都输出DC电力。
[0089]上部三相阀桥包括Dl至D6的六个阀，且下部三相阀桥包括D7至D12的6个阀。
[0090]阀Dl的阴极连接到第一输出端OUTl且阳极连接到上部变压器的次级线圈的第一端子。
[0091]阀D2的阴极连接到阀D5的阳极，且阳极连接到阀D6的阳极。
[0092]阀D3的阴极连接到第一输出端0UT1，且阳极连接到上部变压器的次级线圈的第二端子。
[0093]阀D4的阴极连接到阀DI的阳极，且阳极连接到阀D6的阳极。
[0094]阀D5的阴极连接到第一输出端0UT1，且阳极连接到上部变压器的次级线圈的第三端子。
[0095]阀D6的阴极连接到阀D3的阳极。
[0096]阀D7的阴极连接到阀D6的阳极，且阳极连接到下部变压器的次级线圈的第一端子。
[0097]阀D8的阴极连接到阀Dll的阳极，且阳极连接到第二输出端0UT2。
[0098]阀D9的阴极连接到阀D6的阳极，且阳极连接到下部变压器的次级线圈的第二端子。
[0099]阀DlO的阴极连接到阀D7的阳极，且阳极连接到第二输出端0UT2。
[0100]阀Dll的阴极连接到阀D6的阳极，且阳极连接到下部变压器的次级线圈的第三端子。
[0101]阀D12的阴极连接到阀D9的阳极，且阳极连接到第二输出端0UT2。
[0102]接收侧DC/AC转换器部150包括模块化多级转换器200。
[0103]模块化多级转换器200使用多个子模块210来转换DC电力为AC电力。
[0104]图5为用于解释根据实施例的HVDC传输系统的配置的框图。
[0105]根据实施例的HVDC传输系统具有的结构为，多个包括传输侧和接收侧的电力收发部相连接。即，HVDC传输系统具有的结构为，包括发电部和接收部的第一电力收发部10和第二电力收发部20连接在一起。
[0106]尽管如图5所示，实施例定义了左侧电力收发部作为第一电力收发部10，右侧电力收发部作为第二电力收发部20，但第一和第二电力收发部10和20的连接和配置没有限制，并且可以根据实施例来变化。
[0107]在下文中，将参考图5详细描述根据实施例的HVDC传输系统的配置。
[0108]在第一电力收发部10中的第一 AC/DC转换器部130包括生成正极DC电力的AC/正极DC转换器131，并且AC/正极DC转换器131包括与变压器121对应的两个三相阀桥131a 和 131b。
[0109]具体地，第一转换器部130将由第一发电部11生成的AC电力转换为DC电力，并且将从第二转换器部150施加的DC电力转换为AC电力。同样地，第一转换器部130输出由第一发电部11生成的AC电力到第一接收部12和第一储能部210或到第二电力收发部
20 ο
[0110]同样地，第二转换器部150还包括用于正极的三相阀桥151a和151b。
[0111]具体地，在第二电力收发部20中的第二转换器部150可以将由第二发电部21生成的AC电力转换为DC电力，并将从第一转换器部130施加的DC电力转换为AC电力。同样地，第二转换器部150输出由第二发电部21生成的AC电力到第二接收部22和第二储能部220或到第一电力收发部10。
[0112]储能部210和220分别连接到第一转换器部130和第二转换器部150。例如，在该实施例中，连接到第一转换器部130的储能部描述为第一储能部210，连接到第二转换器部150的储能部描述为第二储能部220。
[0113]第一储能部210和第二储能部220分别地或相互地存储由第一和第二发电部11和21生成的电力。
[0114]控制部190计算相对于第一发电部11生成的电力而言的第一接收部12消耗的电力，并且检查电力消耗和生成的电力，以便多余的电力可以存储在第一储能部210。同样地，控制部190检查相对于存储在第一储能部210中的电力而言的提供给第二接收部22的电力，并且输出相应的电力到第二储能部220。控制部190将除了提供给第二转换器部150的第二接收部22的电力之外的电力存储到第二储能部220，并将其传送到第一转换器部130。即，第一和第二储能部210和220检查由分别与其连接的第一和第二发电部11和21生成以及由第一和第二接收部12和22消耗的电力，并存储多余的电力。同样地，存储的电力可在控制部190的控制下传送到传输侧和接收侧。
[0115]在下文中，将参考图6详细描述根据实施例的HVDC传输系统的操作。
[0116]图6为解释根据实施例的HVDC传输系统的操作的流程图。
[0117]参考图6，在步骤S602，根据实施例的控制部190检查由第一发电部11生成的电力。
[0118]在步骤S604，控制部190检查生成的电力并检查由第一接收部12放出的电力以及待传送到第二电力收发部20的电力。
[0119]当待由第一收发部12放出的电力小于或等于生成的电力时，控制部190在储能部中存储与差值对应的电力。储能部可以为连接到第一转换器部130的第一存储部210。
[0120]控制部190检查是否从其它侧(即第二电力收发部20中的第二转换器部150)接收到电力要求信号。即，控制部190检查从第二电力收发部20预传送的电力或检查预存储的电力是否被放出。
[0121]在步骤S614，控制部190检查来自电力收发部20的所需电力，并且传送存储在第一储能部210的能量到第二电力收发部20。
[0122]相反地，在步骤S616，假如生成的电力小于充入的电力，那么控制部190请求存储在与第二电力收发部20的第二变压器部150连接的第二储能部220中的能量，并且将相应能量存储在第一储能部210中。S卩，可接收预传送到第二电力收发部20的电力并作为用于第一电力收发部10的电力使用。在这种情况下，控制部190可以使得除了第一电力收发部10消耗的电力之外的多余电力被预传送。
[0123]同样地，控制部190使第二电力收发部10能够执行电力生成、接收和传送至第二电力收发部20。S卩，由于第一和第二电力收发部10和20的每个的转换器部包括两个三相阀桥，以及第一和第二电力收发部分别包括发电部11和21，以及接收部12和22，所以使得双向电力传送和接收成为可能。
[0124]同样地，假如在HVDC传输系统的传送和接收操作中感测到故障，控制部190输出由第一和第二电力收发部10和20的每个生成或存储的电力以执行自放电(消耗)。
[0125]示例性实施例主要在以上描述。然而，这些仅仅是示例，不能限制发明构思。本领域技术人员知道不脱离实施例的必要特征的以上未示出的许多变化和应用。例如，在实施例中特别呈现的每个组件可以变化。另外，应当理解，与这些变化相关的差别和这样的应用包含在权利要求限定的发明构思的范围内。
【主权项】
1.一种高压直流(HVDC)传输系统，其包括: 第一电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所生成的电力，并将生成的电力或存储的电力输出到第二电力收发部； 第二电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所生成的电力，并将生成的电力或存储的电力输出到第一电力收发部；以及 控制部，其控制所述第一电力收发部和第二电力收发部的电力的传送和接收。2.如权利要求1所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一电力收发部消耗或存储从第二收发部施加的电力。3.如权利要求2所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一电力收发部包括: 第一发电部； 第一接收部，其消耗由第一发电部生成的电力； 第一转换器部，其将由第一发电部生成的交流(AC)电力转换为DC电力；和 第一存储部，其存储由第一发电部生成的电力；和 所述第一转换器部包括两个三相阀桥。4.如权利要求3所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一转换器部将从第二电力收发部施加的DC电力转换为AC电力。5.如权利要求3所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一存储部存储从第二电力收发部施加的电力。6.如权利要求5所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一存储单元对由第一发电部生成的电力和从第二电力收发部施加的电力中的由第一接收部消耗之后的多余电力进行存储。7.如权利要求1所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第二电力收发部消耗或存储从第一电力收发部施加的电力。8.如权利要求2所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第二电力收发部包括: 第二发电部； 第二接收部，其消耗由第二发电部生成的电力； 第二转换器部，其将由第二发电部生成的AC电力转换为DC电力；和 第二存储部，其存储由第二发电部生成的电力；并且 第二转换器部包括两个三相阀桥。9.如权利要求8所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第二转换器部将从第一电力收发部施加的DC电力转换为AC电力。10.如权利要求8所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第二存储部对从第一电力收发部施加的电力，和由第二发电部生成的电力和从第一电力收发部施加的电力中的由第二接收部消耗之后的多余电力进行存储。
【专利摘要】本发明提出了一种高压直流(HVDC)传输系统，所述高压直流(HVDC)传输系统包括：第一电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所述生成的电力和输出生成的电力或存储的电力到第二电力收发部；第二电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所述生成的电力和输出生成的电力或存储的电力到第一电力收发部；以及控制部，其控制所述第一电力收发部和第二电力收发部的电力的传送和接收。
【IPC分类】H02J3/28, H02J3/36
【公开号】CN105490294
【申请号】CN201510640196
【发明人】崔用吉, 崔皓硕
【申请人】Ls产电株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月30日
【公告号】EP3002847A1, US20160099652
【专利说明】高压直流传输系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求在35U.S.C.119和35U.S.C.365下的于2014年10月I日提交的申请号为10-2014-0132200的韩国专利申请的优先权，其作为参考被整体引用。
技术领域
[0003]本申请涉及一种高压直流(HVDC，high voltage direct current)传输系统。
【背景技术】
[0004]HVDC传输系统通过HVDC发送电力。
[0005]总的来说，该HVDC传输系统使用架空线或海底线缆来传输电力。
[0006]由于其投资费用低，对电缆长度没有限制以及传输电力的损耗可以被最小化的优点，该HVDC传输电路被广泛应用。
[0007]HVDC传输系统使用电力传输技术，根据该电力传输技术，传送点将由发电站生成的交流(AC)电力转换为DC电力，然后传送DC电力，并且接收点将DC电力重新转换为AC电力来提供电力，因此存在有效使用和分配生成的电力的要求。
【发明内容】
[0008]实施例提出了使能由电站生成的电力被有效使用和存储在传送点和接收点的高压直流(HVDC)传输系统。
[0009]在一个实施例中，高压直流(HVDC)传输系统包括:第一电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所生成的电力，并且将生成的电力或存储的电力输出到第二电力收发部；第二电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所生成的电力，并且将生成的电力或存储的电力输出到第一电力收发部；和控制部，其控制第一电力收发部和第二电力收发部的电力的传送和接收。
[0010]根据实施例，由于生成的电力在传送点被有效利用，并且与接收点共享，因而能够增加使用的效率。
[0011]—个或更多实施例的详情将参考附图和以下说明来阐述。其他特征将根据说明书和附图以及权利要求变得明显。
【附图说明】
[0012]图1为用于解释根据实施例的高压直流(HVDC)传输系统配置的框图。
[0013]图2为用于解释根据实施例的单极HVDC传输系统的配置的框图。
[0014]图3为用于解释根据实施例的双极HVDC传输系统的配置的框图。
[0015]图4为用于解释根据实施例的变压器和三相阀桥的连接的框图。
[0016]图5为用于解释根据实施例的HVDC传输系统的配置的框图。
[0017]图6为用于解释根据实施例的HVDC传输系统的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0018]将对本发明的实施例作出详细参考，所述实施例的示例显示在附图中。
[0019]在详细说明和权利要求中使用的术语或词语不应限制性地解释为典型含义或在词典中指明的含义，而应当解释为基于发明人为了以最好的方式描述他或她的发明而能够合适地定义术语概念的原则而符合发明构思的技术精神的含义和概念。
[0020]因此，由于在详细说明中描述的实施例和在附图中显示的配置仅仅是示例，并且没有覆盖实施例的所有技术精神，所以应当知道存在代替它们来提出当前申请的不同等同物和变化。
[0021]图1显示了根据实施例的高压直流(HVDC)传输系统。
[0022]如图1所示，根据实施例的HVDC传输系统100包括发电部101、传输侧交流(AC)部110、传输侧变换部103、DC电力传输部140、接收侧变换部105、接收侧AC部170、接收部180和控制部190。
[0023]传输侧变换部103包括传输侧变压器部120和传输侧AC/DC转换器部130。接收侧变换部105包括接收侧AC/DC转换器部150，和接收侧变压器部160。
[0024]发电部101生成三相AC电力。发电部101包括多个发电站。
[0025]传输侧AC部110传送由发电部101生成的三相AC电力到包括传输侧变压器部120和传输侧AC/DC转换器部130的DC变电站。
[0026]传输侧变压器部120将传输侧AC部110隔离于传输侧AC/DC转换器部130和DC电力传输部140。
[0027]传输侧AC/DC转换器部130将与传输侧变压器部120的输出对应的三相AC电力转换为DC电力。
[0028]DC电力传输部140传送传输侧DC电力到接收侧。
[0029]接收侧DC/AC转换器部150将由DC电力传输部140传送的DC电力转换为三相AC电力。
[0030]接收侧变压器部160将接收侧AC部170隔离于接收侧DC/AC转换器部150和DC电力传输部140。
[0031]接收侧AC部170提供与接收侧变压器部160的输出对应的三相AC电力给接收部180。
[0032]控制部190可以控制在发电部101、传输侧AC部110、传输侧变换部103、DC电力传输部140、接收侧变换部105、接收侧AC部170、接收部180和接收侧DC/AC转换器部150中的多个阀的接通和关断正时。在这种情况下，阀对应于晶闸管或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
[0033]图2显示了根据实施例的单极HVDC传输系统。
[0034]图2显示了传送单极DC电力的系统。
[0035]尽管在下文中假定单极为正极，但是并不需要限制于此。
[0036]传输侧AC部110包括AC电力传输线111和AC滤波器113。
[0037]AC电力传输线111传送由发电部101生成的三相AC电力到传输侧变换部103。
[0038]AC滤波器113从传送的三相AC电力中移除除了变换部103使用的频率成分的其他频率成分。
[0039]传输侧变压器部120包括用于正极的一个或多个变压器121。对于正极，传输侧AC/DC转换器部130包括生成正极DC电力的AC/正极DC转换器131，且AC/正极DC转换器131包括分别与一个或多个变压器121对应的三相阀桥131a。
[0040]当使用一个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器131使用AC电力以生成具有6个脉冲的正极DC电力。在这种情况下，一个变压器121的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Υ-Δ连接。
[0041]当使用两个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器部131使用AC电力生成具有12个脉冲的正极DC电力。在这种情况下，两个变压器121中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，并且两个变压器121中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-A连接。
[0042]当使用三个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器131使用AC电力以生成具有18个脉冲的正极DC电力。正极DC电力的脉冲的数量越多，则滤波器的价格就越低。
[0043]DC电力传输部140包括传输侧正极DC滤波器141、正极DC电力传输线143和接收侧正极DC滤波器145。
[0044]传输侧正极DC滤波器141包括电感LI和电容Cl并对由AC/正极DC转换器131输出的正极DC电力进行滤波。
[0045]正极DC电力传输线143具有用于传送正极DC电力的DC线路，并且地作为电流反馈路径。一个或多个开关布置在DC线路上。
[0046]接收侧正极DC滤波器145包括电感L2和电容C2并对通过正极DC电力传输线143传送的正极DC电力进行滤波。
[0047]接收侧DC/AC转换器部150包括正极DC/AC转换器151，其包括一个或多个三相阀桥 151a。
[0048]接收侧变压器部160包括一个或多个分别对应用于正极的一个或多个三相阀桥151a的变压器161。
[0049]当使用一个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有6个脉冲的AC电力。在这种情况下，一个变压器161的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Υ-Δ连接。
[0050]当使用两个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有12个脉冲的AC电力。在这种情况下，两个变压器161中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器161中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Υ-Δ连接。
[0051]当使用三个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0052]接收侧AC部170包括AC滤波器171和AC电力传输线173。
[0053]AC滤波器171从接收侧变换部105生成的AC电力中移除除了接收部180使用的频率成分(例如，大约60HZ)的其它频率 成分。
[0054]AC电力传输线173传送经滤波AC电力到接收部180。
[0055]图3显示了根据实施例的双极HVDC传输系统。
[0056]图3显示了传送双极DC电力的系统。尽管假定在下文中双极为正极和负极，但是并不需限制于此。
[0057]传输侧AC部110包括AC电力传输线111和AC滤波器113。
[0058]AC电力传输线111传送由发电部101生成的三相AC电力到传输侧变换部103。
[0059]AC滤波器113从传送的三相AC电力中移除除了变换部103使用的频率成分的其他频率成分。
[0060]传输侧变压器部120包括用于正极的一个或多个变压器121和用于负极的一个或多个变压器122。传输侧AC/DC转换器部130包括生成正极DC电力的AC/正极DC转换器131和生成负极DC电力的AC/负极DC转换器132，AC/正极DC转换器131包括分别与用于正极的一个或多个变压器121对应的一个或多个三相阀桥131a，且AC/负极DC转换器132包括分别与用于负极的一个或多个变压器122对应的一个或多个三相阀桥132a。
[0061]当使用一个三相阀桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器131使用AC电力以生成具有6个脉冲的正极DC电力。在这种情况下，一个变压器121的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
[0062]当使用两个三相阀桥131a用于正极时，正极DC/AC转换器131使用AC电力以生成具有12个脉冲的正极DC电力。在这种情况下，两个变压器121中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器121中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-A连接。
[0063]当使用三个三相阀桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器部131使用AC电力以生成具有18个脉冲的正极DC电力。正极DC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0064]当使用一个三相阀桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132生成具有6个脉冲的负极DC电力。在这种情况下，一个变压器122的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Y-A连接。
[0065]当使用两个三相阀桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132生成具有12个脉冲的负极DC电力。在这种情况下，两个变压器122中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器122中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Υ-Δ连接。
[0066]当使用三个三相阀桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132生成具有18个脉冲的负极DC电力。负极DC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0067]DC电力传输部140包括传输侧正极DC滤波器141、传输侧负极DC滤波器142、正极DC电力传输线143、负极DC电力传输线144、接收侧正极DC滤波器145、以及接收侧负极DC滤波器146。
[0068]传输侧正极DC滤波器141包括电感LI和电容Cl并对由AC/正极DC转换器131输出的正极DC电力进行DC滤波。
[0069]传输侧负极DC滤波器142包括电感L3和电容C3并对由AC/负极DC转换器132输出的负极DC电力进行DC滤波。
[0070]正极DC电力传输线143具有用于正极DC电力传送的DC线路，并将地作为电流反馈路径。在DC线路上布置有一个或多个开关。
[0071]负极DC电力传输线144具有用于负极DC电力传送的DC线路，并且将地作为电流反馈路径。在DC线路上布置有一个或多个开关。
[0072]接收侧正极DC滤波器145包括电感L2和电容C2并对经由正极DC电力传输线143传送的正极DC电力进行DC滤波。
[0073]接收侧负极DC滤波器146包括电感L4和电容C4并对经由负极DC电力传输线144传送的负极DC电力进行DC滤波。
[0074]接收侧DC/AC转换器部150包括正极DC/AC转换器151和负极DC/AC转换器152，正极DC/AC转换器151包括一个或多个三相阀桥151a，并且负极DC/AC转换器152包括一个或多个三相阀桥152a。
[0075]接收侧变压器部160包括分别与用于正极的一个或多个三相阀桥151a对应的一个或多个变压器161和分别与用于负极的一个或多个三相阀桥152a对应的一个或多个变压器162。
[0076]当使用一个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有6个脉冲的AC电力。在这种情况下，一个变压器161的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
[0077]当使用两个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有12个脉冲的AC电力。在这种情况下，两个变压器161中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器161中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-A连接。
[0078]当使用三个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151使用正极DC电力以生成具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0079]当使用一个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152使用负极DC电力以生成具有6个脉冲的AC电力。在这种情况下，一个变压器162的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
[0080]当使用两个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152使用负极DC电力以生成具有12个脉冲的AC电力。在这种情况下，两个变压器162中的一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-Y连接，而两个变压器162中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈具有Y-A连接。
[0081]当使用三个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152使用负极DC电力以生成具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，则滤波器价格越低。
[0082]接收侧AC部170包括AC滤波器171和AC电力传输线173。
[0083]AC滤波器171从接收侧变换部105生成的AC电力中移除除了由接收部180使用的频率成分(例如，大约60Hz)的其他频率成分。
[0084]AC电力传输线173向接收部180传送经滤波后的AC电力。
[0085]图4显示了根据实施例的三相阀桥和变压器的连接。
[0086]特别地，图4显示了用于正极的两个变压器121和用于正极的两个三相阀桥131a的连接。由于用于负极的两个变压器122和用于负极的两个三相阀桥132a的连接，那么用于正极的两个变压器161和用于正极的两个三相阀桥151a之间的连接、用于负极的两个变压器162和用于负极的两个三相阀桥152a之间的连接、用于正极的变压器121和用于正极的三相阀桥131a之间的连接、用于正极的变压器161和用于正极的三相阀桥151a之间的连接等很容易通过图4的实施例获得，因此省略这些附图和描述。
[0087]在图4中，具有Y-Y连接的变压器121称为上部变压器，具有Υ-Δ连接的变压器121称为下部变压器，连接到上部变压器的三相阀桥131a指上部三相阀桥，且连接到下部变压器的三相阀桥131a指下部三相阀桥。
[0088]上部三相阀桥和下部三相阀桥具有第一输出端OUTl和第二输出端0UT2，并且两个输出端都输出DC电力。
[0089]上部三相阀桥包括Dl至D6的六个阀，且下部三相阀桥包括D7至D12的6个阀。
[0090]阀Dl的阴极连接到第一输出端OUTl且阳极连接到上部变压器的次级线圈的第一端子。
[0091]阀D2的阴极连接到阀D5的阳极，且阳极连接到阀D6的阳极。
[0092]阀D3的阴极连接到第一输出端0UT1，且阳极连接到上部变压器的次级线圈的第二端子。
[0093]阀D4的阴极连接到阀DI的阳极，且阳极连接到阀D6的阳极。
[0094]阀D5的阴极连接到第一输出端0UT1，且阳极连接到上部变压器的次级线圈的第三端子。
[0095]阀D6的阴极连接到阀D3的阳极。
[0096]阀D7的阴极连接到阀D6的阳极，且阳极连接到下部变压器的次级线圈的第一端子。
[0097]阀D8的阴极连接到阀Dll的阳极，且阳极连接到第二输出端0UT2。
[0098]阀D9的阴极连接到阀D6的阳极，且阳极连接到下部变压器的次级线圈的第二端子。
[0099]阀DlO的阴极连接到阀D7的阳极，且阳极连接到第二输出端0UT2。
[0100]阀Dll的阴极连接到阀D6的阳极，且阳极连接到下部变压器的次级线圈的第三端子。
[0101]阀D12的阴极连接到阀D9的阳极，且阳极连接到第二输出端0UT2。
[0102]接收侧DC/AC转换器部150包括模块化多级转换器200。
[0103]模块化多级转换器200使用多个子模块210来转换DC电力为AC电力。
[0104]图5为用于解释根据实施例的HVDC传输系统的配置的框图。
[0105]根据实施例的HVDC传输系统具有的结构为，多个包括传输侧和接收侧的电力收发部相连接。即，HVDC传输系统具有的结构为，包括发电部和接收部的第一电力收发部10和第二电力收发部20连接在一起。
[0106]尽管如图5所示，实施例定义了左侧电力收发部作为第一电力收发部10，右侧电力收发部作为第二电力收发部20，但第一和第二电力收发部10和20的连接和配置没有限制，并且可以根据实施例来变化。
[0107]在下文中，将参考图5详细描述根据实施例的HVDC传输系统的配置。
[0108]在第一电力收发部10中的第一 AC/DC转换器部130包括生成正极DC电力的AC/正极DC转换器131，并且AC/正极DC转换器131包括与变压器121对应的两个三相阀桥131a 和 131b。
[0109]具体地，第一转换器部130将由第一发电部11生成的AC电力转换为DC电力，并且将从第二转换器部150施加的DC电力转换为AC电力。同样地，第一转换器部130输出由第一发电部11生成的AC电力到第一接收部12和第一储能部210或到第二电力收发部
20 ο
[0110]同样地，第二转换器部150还包括用于正极的三相阀桥151a和151b。
[0111]具体地，在第二电力收发部20中的第二转换器部150可以将由第二发电部21生成的AC电力转换为DC电力，并将从第一转换器部130施加的DC电力转换为AC电力。同样地，第二转换器部150输出由第二发电部21生成的AC电力到第二接收部22和第二储能部220或到第一电力收发部10。
[0112]储能部210和220分别连接到第一转换器部130和第二转换器部150。例如，在该实施例中，连接到第一转换器部130的储能部描述为第一储能部210，连接到第二转换器部150的储能部描述为第二储能部220。
[0113]第一储能部210和第二储能部220分别地或相互地存储由第一和第二发电部11和21生成的电力。
[0114]控制部190计算相对于第一发电部11生成的电力而言的第一接收部12消耗的电力，并且检查电力消耗和生成的电力，以便多余的电力可以存储在第一储能部210。同样地，控制部190检查相对于存储在第一储能部210中的电力而言的提供给第二接收部22的电力，并且输出相应的电力到第二储能部220。控制部190将除了提供给第二转换器部150的第二接收部22的电力之外的电力存储到第二储能部220，并将其传送到第一转换器部130。即，第一和第二储能部210和220检查由分别与其连接的第一和第二发电部11和21生成以及由第一和第二接收部12和22消耗的电力，并存储多余的电力。同样地，存储的电力可在控制部190的控制下传送到传输侧和接收侧。
[0115]在下文中，将参考图6详细描述根据实施例的HVDC传输系统的操作。
[0116]图6为解释根据实施例的HVDC传输系统的操作的流程图。
[0117]参考图6，在步骤S602，根据实施例的控制部190检查由第一发电部11生成的电力。
[0118]在步骤S604，控制部190检查生成的电力并检查由第一接收部12放出的电力以及待传送到第二电力收发部20的电力。
[0119]当待由第一收发部12放出的电力小于或等于生成的电力时，控制部190在储能部中存储与差值对应的电力。储能部可以为连接到第一转换器部130的第一存储部210。
[0120]控制部190检查是否从其它侧(即第二电力收发部20中的第二转换器部150)接收到电力要求信号。即，控制部190检查从第二电力收发部20预传送的电力或检查预存储的电力是否被放出。
[0121]在步骤S614，控制部190检查来自电力收发部20的所需电力，并且传送存储在第一储能部210的能量到第二电力收发部20。
[0122]相反地，在步骤S616，假如生成的电力小于充入的电力，那么控制部190请求存储在与第二电力收发部20的第二变压器部150连接的第二储能部220中的能量，并且将相应能量存储在第一储能部210中。S卩，可接收预传送到第二电力收发部20的电力并作为用于第一电力收发部10的电力使用。在这种情况下，控制部190可以使得除了第一电力收发部10消耗的电力之外的多余电力被预传送。
[0123]同样地，控制部190使第二电力收发部10能够执行电力生成、接收和传送至第二电力收发部20。S卩，由于第一和第二电力收发部10和20的每个的转换器部包括两个三相阀桥，以及第一和第二电力收发部分别包括发电部11和21，以及接收部12和22，所以使得双向电力传送和接收成为可能。
[0124]同样地，假如在HVDC传输系统的传送和接收操作中感测到故障，控制部190输出由第一和第二电力收发部10和20的每个生成或存储的电力以执行自放电(消耗)。
[0125]示例性实施例主要在以上描述。然而，这些仅仅是示例，不能限制发明构思。本领域技术人员知道不脱离实施例的必要特征的以上未示出的许多变化和应用。例如，在实施例中特别呈现的每个组件可以变化。另外，应当理解，与这些变化相关的差别和这样的应用包含在权利要求限定的发明构思的范围内。
【主权项】
1.一种高压直流(HVDC)传输系统，其包括: 第一电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所生成的电力，并将生成的电力或存储的电力输出到第二电力收发部； 第二电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所生成的电力，并将生成的电力或存储的电力输出到第一电力收发部；以及 控制部，其控制所述第一电力收发部和第二电力收发部的电力的传送和接收。2.如权利要求1所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一电力收发部消耗或存储从第二收发部施加的电力。3.如权利要求2所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一电力收发部包括: 第一发电部； 第一接收部，其消耗由第一发电部生成的电力； 第一转换器部，其将由第一发电部生成的交流(AC)电力转换为DC电力；和 第一存储部，其存储由第一发电部生成的电力；和 所述第一转换器部包括两个三相阀桥。4.如权利要求3所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一转换器部将从第二电力收发部施加的DC电力转换为AC电力。5.如权利要求3所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一存储部存储从第二电力收发部施加的电力。6.如权利要求5所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第一存储单元对由第一发电部生成的电力和从第二电力收发部施加的电力中的由第一接收部消耗之后的多余电力进行存储。7.如权利要求1所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第二电力收发部消耗或存储从第一电力收发部施加的电力。8.如权利要求2所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第二电力收发部包括: 第二发电部； 第二接收部，其消耗由第二发电部生成的电力； 第二转换器部，其将由第二发电部生成的AC电力转换为DC电力；和 第二存储部，其存储由第二发电部生成的电力；并且 第二转换器部包括两个三相阀桥。9.如权利要求8所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第二转换器部将从第一电力收发部施加的DC电力转换为AC电力。10.如权利要求8所述的高压直流(HVDC)传输系统，其中所述第二存储部对从第一电力收发部施加的电力，和由第二发电部生成的电力和从第一电力收发部施加的电力中的由第二接收部消耗之后的多余电力进行存储。
【专利摘要】本发明提出了一种高压直流(HVDC)传输系统，所述高压直流(HVDC)传输系统包括：第一电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所述生成的电力和输出生成的电力或存储的电力到第二电力收发部；第二电力收发部，其消耗由发电部生成的电力，存储所述生成的电力和输出生成的电力或存储的电力到第一电力收发部；以及控制部，其控制所述第一电力收发部和第二电力收发部的电力的传送和接收。
【IPC分类】H02J3/28, H02J3/36
【公开号】CN105490294
【申请号】CN201510640196
【发明人】崔用吉, 崔皓硕
【申请人】Ls产电株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月30日
【公告号】EP3002847A1, US20160099652
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