高压直流输电原理及运行

admin 2023-11-01 16:23

高压直流输电原理及运行

  高压直流输电:将三相交流电通过换流站整流成为直流电,然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆成为三相交流电的输电方式。

  高压直流输电道理图如下:

  换流器(整流或逆变):将交流电转换成直流电或将直流电转换成交流电的设备。

  换流变压器:向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备。

  平波电抗器:减小注入直流系统的谐波,减小换相失败的几率,防止轻载时直流电流中断,限制直流短路电流峰值。

  滤波器:减小注入交、直流系统谐波的设备。

  没有功赔偿设备:提供换流器所需要的没有功功率,减小换流器与系统的没有功互换。

  高压直流输电对比交流输电:

  1)技能性

  功率传输特性。交流为了满意不变问题,常需采取串补、静补等办法,有时甚至不得不提升输电电压。将增加许多电气设备,价格昂贵。直流输电无相位和功角,没有需思量不变问题,这是直流输电的重要特点,也是它的一大优势。

  线路妨碍时的自防护能力。交流线路单相接地后,其消除历程一般约0.4~0.8秒,加上重合闸时间,约0.6~1秒恢复。直流线路单极接地,整流、逆变两侧晶闸管阀马上闭锁,电压降为零,迫使直流电流降到零,妨碍电弧熄灭不存在电流没有法过零的坚苦,直流线路单极妨碍的恢复时间一般在0.2~0.35秒内。

  过负荷能力。交流输电线路拥有较高的连续运行能力,其最大输送容量往往受不变极限节制。直流线路也有必定的过负荷能力,受制约的往往是换流站。经常分2小时过负荷能力、10秒钟过负荷能力和固有过负荷能力等。前两者葛上直流工程别离为10%和25%,后者视处境温度而异。就过负荷而言,交流有更大机动性,直流若需要更大过负荷能力,则在设备选型时要预先思量,此时需增加投资。

  潮水和功率节制。交流输电取决于网络参数、发电机与负荷的运行方式,值班人员需要举行调理,但又难于节制,直流输电则可全自动节制。直流输电节制系统响应神速、调治准确、操作利便、能实现多方针节制。

  短路容量。两个系统以交流互联时,将增加两侧系统的短路容量,有时会造成部门原有断路器不可能满意遮断容量要求而需要改换设备。直流互联时,岂论在那里产生妨碍,在直流线路上增加的电流都是不大的,于是不增加交流系统的断路容量。

  电缆。电缆绝缘用于直流的允许事情电压比用于交流时高两倍,打比方35kV的交流电缆容许在100kV阁下直流电压下事情,全部在直流事情电压与交流事情电压沟通的情况下,直流电缆的造价远低于交流电缆。

  输电线路的功率损耗比力。在直流输电中,直流输电线路沿线电压漫衍平稳,无电容电流,在导线截面积沟通,输送有效功率相等的条件下,直流线路功率损耗约为交流线路的2/3。而且不需并联电抗赔偿。

  线路走廊。按同电压500kV思量,一条500kV直流输电电线路的走廊约40m,一条500kV交流线路走廊约为50m,但是1条同电压的直流线路输送容量约为交流的2倍,直流输电的线路走廊其传输效率约为交流线路的2倍甚至更多一点。

  总的来讲,下列因素限制了直流输电的软件规模:不可能用变压器来改变电压等级;换流站的用度高;节制庞大。

  2)靠得住性

  强迫停运率

  电能不行用率

  3)经济性

  就变电和线路两部门看,直流输电换流站投资占比重很大,而交流输电的输电线路投资占主要身分;

  直流输电功率损失比交流输电小得多;

  当输送功率增大时,直流输电能够采用提升电压、加大导线截面的措施,交流输电则往往只好增加回路数。

  在某一输电间隔下,两者总用度相等,达一间隔称为等价间隔。这是一个重要的工程初估数据。凌驾这一间隔时,采取直流有利;小于这一间隔时,采取交流有利。

  高压直流输电分类:

  1)两头HVDC系统:由两个换流站构成的直流输电系统。分为单极类、双极类和背靠背,前两个很好理解,主要就是背靠背直流。

  背靠背直流:

  无直流线路的HVDC系统。

  主要用于两个非同步运行的交流电力系统之间的联网或送电,也称非同步联结站。

  整流站和逆变站的设备经常装设在一个站内,也称背靠背换流站。

  直流侧可选择低电压大电流;直流侧谐波不会造成通信线路的滋扰;造价比通例换流站降低约15%~20%。

  2)多端直流输电系统(MTDC):将直流系统联接到交流电网上的节点多于两个时,就组成了多端高压直流系统。

  今朝海内的高压直流输电工程还长短常多的。

 

  高压直流输电的有些道理

  对于换流器的道理就不发展了,许多电力电子内容,主要总结下直流输电节制方式。

  直流输电节制系统的方针是:

        1)保持直流功率、电压、电流和节制角在稳态值规模内;

        2)限制暂态过电压和过电流;

        3)交直流系统妨碍后,在划定的响应时间之内平稳地恢复送电。

  直流系统的主要优势就在于节制,个中也是比力庞大。

  直流输电根基节制模块:

  低压限流节制(VDCOL):低压限流环节的任务是在直流电压或交流电压跌落到某个指令值时对直流电流指令举行限制。

  定电流节制(CCA):在极节制功能中定电流节制软件最为遍及。定电流节制的节制框图如图所示.在整流侧,定电流节制器的输入量是电流整定值TM3与实际电流TM4的偏差。

  定熄弧角节制(AMAX):绝大大都直流工程的熄弧角定值都在15°~18°的规模内,熄弧角这一变量能够直接丈量,而不是能直接节制,只能靠改变换流器的触发角来间接调治。熄弧角不仅与逆变侧触发角有关,还取决于换相电压和直流电流的巨细。

  定电压节制(VCAREG):在整流和逆变方式下都配置了定电压节制功能模块,这个节制器的功能是用于降压运行,但它也有利于没问题方式运行,其节制也采取的是PI调治方式。

  辅助节制模块:

  分讨论节制(TCC):分讨论节制的目的是保持触发角、熄弧角、直流电压运行在指定规模内,分讨论节制的特点是调治速度比力慢。

  没有功功率节制(RPC):不一样的直流工程,滤波器和电容器分成几组,由电力开关举行投切。

  一般情况下,1)当两侧交流系统中的电压颠簸不大时,整流侧采取定电流节制,逆变侧采取定熄弧角节制。2)为了神速、准确地调治功率,整流侧采取定电流节制(或定功率节制),逆变侧采取定直流电压节制。

  原因在于:整流侧用定电流节制能够节制触发角按照负载改变,定电压节制保持逆变侧触发角恒定,这样传输电流即功率传输巨细能够通过整流侧触发角来节制.可是当整流侧触发角到达最小值(或者5°),就不可能这样下去用定电流节制了,整流侧触发角只能恒定,也会成为定电压节制了。

  这块和运行关系精密,内里内容挺庞大,本身也不是出格熟识,只是总结个皮毛。

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