为了提升柔性直流输电系统的功率容量和电压等级,满足特高压、远距离大功率输送的要求,单极换流站内换流器还可以由若干容量较小换流器单元串并联组合构成。如图1所示,两个单极不对称系统串联还可以构成与传统高压直流输电类似的双极对称系统。
图1典型两端柔性直流输电系统
采用双极系统的变压器需要承受由于直流电压不对称造成的变压器直流偏置电压,与常规直流变压器不同的是,此时变压器不需要承受换流站产生的谐波分量。目前柔性直流输电系统采用单极结构的最主要原因在于柔性直流输电工程为了降低直流侧故障的发生率,大都采用电缆作为传输回路。这样,采用单个换流器的可靠性相对更高一些,而且降低了工程成本。
对于多端柔性直流输电系统,系统连接方式一般为并联形式,以保证换流器工作在相同的直流电压水平。并联型多端柔性直流网络又可分为星形和环形两种基本结构。其他复杂结构都可以看成这两种结构的扩展和组合。图2分别为4种拓扑结构。
图2多端直流输电系统典型接线方式
并联式的换流站之间以同等级直流电压运行,功率分配通过改变各换流站的电流来实现;串联式的换流站之间以同等级直流电流运行,功率分配通过改变直流电压来实现;既有并联又有串联的混合式则增加了多端直流接线方式的灵活性。与串联式相比,并联式具有更小的线路损耗、更大的调节范围、更易实现的绝缘配合、更灵活的扩建方式以及突出的经济性,因此目前已运行的多端直流输电工程均采用并联式接线方式。
2、柔性直流输电换流器技术
根据桥臂的等效特性,柔性直流输电的换流器技术可以分为可控开关型和可控电源型两类。可控开关型换流器的换流桥臂等效为可控开关,通过适当的脉宽调制技术控制桥臂的开通与关断,将直流侧电压投递到交流侧。可控电源型换流器储能电容分散于各桥臂中,其换流桥臂等效为可控电压源,通过改变桥臂的等效电压,间接改变交流侧输出电压。
