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《對(duì)高壓直流輸電原理和運(yùn)行探析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、對(duì)高壓直流輸電原理和運(yùn)行探析【分類號(hào)】：TM721.1【摘要】高壓直流輸電是現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中最成功的應(yīng)用之一，具有運(yùn)行方式靈活、快速準(zhǔn)確的電流電壓和功率控制等特點(diǎn)。是我國(guó)電力工程的重要組成部分.本文我們將針對(duì)高壓直流輸電原理及運(yùn)行問題展開論述及探討?！娟P(guān)鍵詞】高壓直流輸電；電力系統(tǒng)；運(yùn)行；原理；穩(wěn)定性控制一、高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行原理1、高壓直流輸電系統(tǒng)的輸電原理高壓直流輸電系統(tǒng)主要由換流站和直流線路組成。主要構(gòu)成方式分為雙極,單極和無直流線路三類。雙極直流輸電具有兩根導(dǎo)線（正極+,負(fù)極-），每端有兩組額定電壓相等、
2、在直流側(cè)相互串聯(lián)的換流裝置。如兩側(cè)的中性點(diǎn)（兩組換流裝置的聯(lián)接點(diǎn)）接地，線路兩極可獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)其中一根導(dǎo)線線路故障時(shí)，另一根以大地作為回路可帶50%的負(fù)荷，可作為分期建設(shè)的直流工程初期的一種接線方式。一個(gè)典型的雙極式直流輸電系統(tǒng)如圖1T所示。主要元件包括換流器、平波電抗器、諧波濾波器、無功功率源以及必要的測(cè)量、保護(hù)、調(diào)節(jié)控制等設(shè)備。其中換流器分整流器和逆變器，分別用來完成交流一直流和直流一交流轉(zhuǎn)換。平波電抗器起到降低直流線路中的諧波電壓和電流的作用，限制直流線路短路期間整流器中的峰值電流，防止逆變器換相失敗和輕負(fù)荷電流不連續(xù)。除
3、交流和直流側(cè)的高次諧波，減少對(duì)環(huán)境的污染。直流換流器內(nèi)部要吸收無功功率。穩(wěn)態(tài)條件下所消耗的無功功率是傳輸功率的50%左右，在暫態(tài)情況下無功功率的消耗更大。因此必須在換流器附近提供無功電源，用作交流濾波的電容也可以提供部分無功功率。為了排除變壓器故障相和使直流聯(lián)絡(luò)線停運(yùn)，在交流側(cè)還裝有斷路器。2、高壓直流輸電的電流控制原理通常要求直流輸電系統(tǒng)按照某種功率指令運(yùn)行，如最直接的定功率控制。為了達(dá)到定功率控制的要求，最簡(jiǎn)單的做法就是一側(cè)控制直流電壓恒定另一側(cè)控制直流電流恒定。通常當(dāng)兩側(cè)交流電壓波動(dòng)不大時(shí)，換流器的控制方式有：整流側(cè)定直流
4、電流控制逆變側(cè)定熄弧角控制和整流側(cè)定直流電流控制逆變側(cè)定電壓控制。2005年落點(diǎn)廣東的三個(gè)直流輸電工程全部采用的整流側(cè)定功率交流側(cè)定電壓控制。從交流系統(tǒng)中得到的輔助信號(hào)用于控制換流器的直流電壓或直流電流。特定的控制方法可用于幫助直流系統(tǒng)從故障狀況恢復(fù)正常，提高交流系統(tǒng)性能，如附加阻尼控制、附加暫態(tài)穩(wěn)定控制等等。隨著控制理論的發(fā)展，控制器的設(shè)計(jì)方法越來越多,也越來越完善。不同的設(shè)計(jì)方法，對(duì)控制器的控制效果影響很大，同時(shí)各種不同的控制器設(shè)計(jì)方法對(duì)控制對(duì)象的適應(yīng)程度也不同。二、高壓直流輸電的運(yùn)行特點(diǎn)1、高壓直流輸電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之所以高壓
5、直流輸電能夠在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，除了歸功于整流技術(shù)的不斷進(jìn)步以及大功率整流器件的出現(xiàn)之外，更重要的是高壓直流輸電有著交流輸電不可比擬的優(yōu)勢(shì)。⑴低耗材。傳統(tǒng)的三相交流線路需要三根導(dǎo)線，并且線路走廊寬，而直流輸電線路只需正、負(fù)兩極導(dǎo)線，其桿塔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線路走廊窄，此外，一條同電壓的直流輸電線路輸送容量約為交流輸電線路的2倍，直流輸電的線路走廊,其傳輸效率約為交流線路的2倍甚至更多一點(diǎn)。⑵遠(yuǎn)距離、大容量。直流輸電并不存在交流輸電的功角穩(wěn)定問題，因此不會(huì)由于靜態(tài)穩(wěn)定或暫態(tài)穩(wěn)定性能變差而降低輸送容量。這是直流輸電傳輸功率的重要特點(diǎn)，也
6、是它的一大優(yōu)勢(shì)。直流輸電的輸送容量由換流閥電流允許值決定，輸送容量和距離不受兩端的交流系統(tǒng)同步運(yùn)行的限制，有利于遠(yuǎn)距離大容量輸電。⑶易互聯(lián)。對(duì)于交流輸電系統(tǒng)，并網(wǎng)中的各個(gè)系統(tǒng)必須同步運(yùn)行，否則可能在設(shè)備中形成強(qiáng)大的循環(huán)電流而損壞設(shè)備，或者停電事故。而直流輸電兩端的交流系統(tǒng)不需要同步運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)不同額定頻率或相同額定頻率交流系統(tǒng)之間的非同期聯(lián)絡(luò)，提高兩側(cè)交流系統(tǒng)互為備用以及事故緊急支援的能力，從而提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電的經(jīng)濟(jì)性。⑷調(diào)節(jié)快速、準(zhǔn)確。直流輸電采用的換流器是基于電力電子器件構(gòu)成的電能控制電路，通過晶閘管閥等電力電子器
7、件換流器能夠迅速、方便的調(diào)節(jié)直流線路的電流、電壓和功率，從而可以方便、快速、靈活、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)有功潮流的增減和雙向傳送，向交流系統(tǒng)提供功率、頻率及電壓支持。當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生故障或受到擾動(dòng)時(shí)，利用直流輸電的調(diào)節(jié)作用，能有效地提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2、高壓直流輸電系統(tǒng)的缺點(diǎn)雖然直流輸電解決了很多交流輸電存在的難題，但是直流輸電本身所固有的缺點(diǎn)也限制了直流輸電的應(yīng)用范圍。⑴換流器在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生交流諧波和直流諧波，若處理不當(dāng)將其引入交流系統(tǒng)會(huì)給交流電網(wǎng)帶來很多問題。為了降低諧波的影響需在交流側(cè)和直流側(cè)加裝濾波器組，這樣無形中就增加了換流站的
8、占地面積和運(yùn)行成本。⑵晶閘管式換流器在直流電傳輸過程中會(huì)吸收大量的無功功率，高達(dá)有功功率的60%,這就需要加裝無功功率補(bǔ)償裝置來進(jìn)行控制，從而增加了換流站的成本和控制的復(fù)雜性。三、高壓直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制問題在MIDC系統(tǒng)中，交流電力系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性（小擾動(dòng)
