直流输电原理

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑直流输电原理 直流输电是电力系统中近年来快速进展的一项新技术。主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电等方面。直流输电与沟通输电相互协作，构成现代电力传输系统。随着电力系统技术经济需求的不断增长和提高，直流输电受到广泛的留意并得到不断的进展。与直流输电相关的技术，如电力电子、微 电子、计算机掌握、绝缘新材料、光纤、超导、仿真以及电力系统运行、掌握和规划等的进展 为直流输电开拓了宽阔的应用前景。直流变为沟通叫逆变，沟通到直流叫整流，无论高压低压，原理是一样的。UPS里面是包含了整流和逆变两个过程，原理

2、一样，但详细的过程以及数值和设定的参数有关。整流，全波整流电路就是利用二极管单向导通的特性，用4个二极管连成一个桥式整流电路，使输入端电是沟通电流，其波形是正弦波，电流方向是交变的，而输出端波形电流变为同一方向，再经过滤波电路将波形滤掉之后可得到直流电。逆变是整流的逆过程，是通过晶闸管实现的，把直流电逆变成沟通电的电路称为逆变电路。在特定场合下,同一套晶闸管变流电路既可作整流,又能作逆变。直流输电由于自身的结构及性能，具有以下特点：1）经济性高压直流输电的合理性和适用性在远距离大容量输电中已得到明显的表现。由于直流输电线路的造价和运行费用比沟通输电低，而换流站的造价和运行费用均比沟通变电所要高

3、。因此对于同样输电容量，输送距离越远，直流比沟通的经济型越好。如下图可以看出当输电距离大于等价距离时，直流输电的经济性优势便可以体现出来，并且输电距离越远其经济性越好。在实际应用中，对于架空线路此等价距离为600700km，电缆线路等价距离则可以降低至2040km。另一方面，直流输电系统的结构使得其工程可以根据电压等级或级数分阶段投资建设。这也同样体现了高压直流输电经济性方面的特点。2）互联性沟通输电力量受到同步发电机间功角稳定问题的限制，且随着输电距离的增大，同步机间的联系电抗增大，稳定问题更为突出，沟通输电力量受到更大的限制。相比之下，直流输电不存在功角稳定问题，可在设备容量及受段沟通系统

4、允许的范围内，大量输送电力。沟通系统联网的扩展，会造成短路容量的增大，很多场合不得不更换断路器，而选择合适的断路器又非常困难。而采纳直流对沟通系统进行互联时，不会造成短路容量的增加，也有利于防止沟通系统的故障进一步扩大。因此对于已经存在的浩大沟通系统，通过分割成相对独立的子系统，采纳高压直流互连，可有效削减短路容量，提高系统运行的牢靠性。直流输电所连的两侧电网无须同步运行，缘由是直流输电不存在传输无功问题，两侧的系统之间没有无功的交换，也不存在沟通系统中频率的问题。由于直流输电的这个特性，它可以实现电网的非同步互连。进而也可实现不同频率沟通电网的互连，起到频率变换器的作用。3）掌握性直流输电另

5、一个重要特点是潮流快速可控，可由于锁链沟通系统的稳定与频率掌握。直流输电的换流器为基于电力电子器件构成的电能掌握电路，因此其对电力潮流的掌握快速而精确。且对于双端直流输电而言，可快速实现潮流的反转。潮流反转有正常运行中所需要的慢速潮流反转和沟通系统发生故障需要紧急功率支援时的快速潮流反转。其快速的潮流掌握对于所连沟通系统的稳定掌握，沟通系统正常运行过程中应对负荷随机波动的频率掌握及故障状态下的频率变动掌握都能发挥重要作用。4）缺点当然，直流输电也存在一系列的缺点。直流输电换流站的设备多、结构简单、造价高、损耗大、运行费用高、牢靠性也差。换流站的工作过程中会产生大量谐波，处理不当而流入沟通系统的

6、谐波就会对沟通电网的运行造成一系列问题。因此必需通过设置大量、成组的滤波器消退这些滤波。其次传统的电网换相直流输电在传送有功功率的同时，会汲取大量无功功率，可达有功功率的50%60%。需要大量的无功功率补偿设备及其相应的掌握策略。另外，直流输电的接地极问题、直流断路器问题，都还存在一些没有很好解决的技术难点。当受端沟通系统的短路容量与直流输送容量之比小于2时，称为弱受端系统，这时为了掌握受端电压的稳定性，保证直流输送的牢靠运行，通常要增设调相机、静止无功功率补偿器或静止无功发生器，且应实现HVDC与这些补偿设备的协调掌握。由于上述直流输电自身的一系列的特点，使得直流输电有其适用的领域，接下来论

7、述这些适于高压直流输电应用的领域。1）海底电缆输电 从世界范围来看，直流输电工程的约三分之一为海底电缆送电。2）长距离架空线输电 有讨论工作表明，对于输送10GW、300km的电力，直流架空线路输送已开头占有优势，依据这一分析报告，适用直流架空线路的输电容量将占到全球总输电容量的26%以上。BTB方式 BTB方式工程约占全世界直流工程的40%，主要用于在不增加沟通电网短路容量的状况下，实现功率的融通和紧急功率支援。其以应用可分为沟通系统互联或不同频率沟通系统互联。如我国的灵宝工程（一般沟通系统互联），日本国内工程（不同频率沟通系统互联）。4）短路容量对策 世界范围内，随着电力负荷的增加，电源及电网建设不断扩充，沟通电网的规模越来越大。在这种状况下，短路故障发生的故障电流越来越大，直流输电作为限制短路电流的对策获得极大的关注。负荷供电：都市负荷集中地区供电，有时必需采纳地下电缆送电。这种状况下，要求设备占空间小，短路电流过大时，断路器的选择就有困难，这时采纳直流输电就表现出肯定的优势。采纳器件换相的轻型直流输电就更显示出直流输电的这一优点。系统分割：将已有的大规模沟通系统分割为若干相对较小的独立运行的小系统，系统之间采纳BTB等直流方法互联，可有效削减故障短