高压直流输电原理与运行-第一章

花开的对面天空Hvdc传输原理和工作第一章简介1.1 HVDC传输配置1.HVDC传输由整流站、直流输电线和逆变器三部分组成。现有HVDC传输，由半控制晶闸管装置组成，使用电网整流；完全控制的电力电子构成的轻量级HVDC传输，设备交换。2.可以通过以下方式改变电网：(1)远距离直流传输(单方向，双向直流传输)；(2)BTB直流传输；(3)交流、直流并行传输；(4)交流和直流叠加传输；(5)三极直流传输。直流系统配置网格整流方法包括：(1)直流单极子传输1)地球或海水回流方法：降低输电线路成本；但是材料要求高，影响地下设备、通信等。2)导体回流法：可分割投资和建设；(2)直流双极传输1)中性点两端接地方式：优点，如果一种极刑发生故障，另一极仍将大地或海水逆流，输送50%的电力；缺点、正常运行时变压器参数、触发控制的角度等不完全，中性线有一定电流流，影响中性点接地变压器、地下布局设备和通信等。2)中性点单端接地方式：在单极故障下大幅减少接地电流电磁干扰的优点；缺点：单极故障需要停止直流系统，因此可靠性和利用率不足。3)零线方式：零线设计容量小，正常运行时通过零线的不平衡电流小，减少了电磁干扰。3.直流多回路传输1)线路并行多电路传输方式：提高传输容量、传输可靠性和利用率。2)转换器并行多回路传输：实现互备，提高直流传输的可靠性和利用率。4.多段直流传输1)并行直流传输模式：要实现功率反转，必须通过断路器的切换功能更改换流站和直流线路的连接方式。2)串行多端直流传输模式：每个转换器和交流系统的电源通过电压调节实现。1.2 HVDC传输的特点及应用1.直流传输特性1)经济性：电流传输架空线路正负线，塔结构简单，线路成本低，损失小。直流电缆运输容量大，成本低，损耗小，不易老化，寿命长，运输距离不受限制。一般而言，如果直流输电线和换流站的成本等于交流输电线和交流变电站的成本，则传输距离等于距离。2)连接性：直流传输没有交流传输的可靠性问题，有助于远距离大容量传输。利用直流传输实现电力系统间的异步网络；3)控制：直流输电传递的有效功率和转换器消耗的无功均由控制系统控制，可以提高交流系统的运行性能。潮流逆转的速度主要取决于两端交流系统直流功率变化速度的要求和直流传输系统主电路的限制。(4)在直流电的作用下，只有电阻起作用，电感电容不起作用，能很好地利用大地这种好的导体；5)直流输电可以方便阶段性增建、增建容量，提高投资效果。6)输送的有功和无功功率可以手动或自动快速控制，有利于电网经济运行中的现代化管理。2.直流传输的缺点(1)设备比交流变电站多，结构复杂，成本高，损坏大，运行费用高，可靠性低；2)转换器在运行过程中产生很多谐波。3)晶闸管转换器在转换器途中吸收了大量无功，需要在转换器站安装无功补偿装置。4)直流断路器电流不超过0，很难解决断路器问题。3.装置整流直流输电的发展由完全控制的设备组成，无需依赖交流系统即可自行更换。低频谐波不大，安装空间大，不需要昂贵的过滤装置。通过传输到弱交流系统，甚至是无法供电的系统，可以轻松配置多端系统。1.3 HVDC传输的历史和国外现状1.4中国HVDC传输的发展舟山直流输电工程传输距离54公里，传输电压等级100kv，传输容量100MW，浙江宁波附近浙江省宁波市鳌山本岛整流站；葛洲坝3354南桥直流传输项目，1045公里距离，电压等级500kv，容量1200MW，葛洲坝水电站附近的葛洲坝换流站，上海南桥换流站变频器；天生桥3354广州直流输电项目，960公里距离，电压等级500kv，容量1800MW，天生桥水电站附近的mawo换流站，逆变广州北郊换流站；胜西直流传输项目，66.2公里距离，电压等级50kv，容量6MW，可双向传输，整流站上海罗曹端口转换器站，胜西换流站；三峡常州直流输电工程，860公里距离，电压等级500kv，容量3000MW，整流站三峡电站附近的龙泉换流站，变频器站江苏常州正平换流站；三峡广东直流输电工程，880公里距离，电压等级500kv，容量3000MW，湖北荆州换流站整流站，广东惠州换流站变频器；贵州广东直流输电工程，距离960公里，电压等级500kv，容量3000MW，整流站贵州安顺换流站，广东肇庆换流站逆变；英宝背靠背直流传输项目，电压等级120kv，容量360MW，1.5直流输电技术的新发展基于晶闸管技术的直流输电不足1)小容量发动机和无旋转电机的负载不能供电。2)转换器产生的谐波数低，容量大。3)转换器吸收更多的无功功率。4)换流站投资大，安装空间大。2.轻量级直流传输特性1)电流转换器是手动逆变器，对终端系统没有要求，因此可以为小功率启动系统和未旋转电机的负载供电。2)电源转换器引起的谐波大大减弱，对不需要直流滤波