高压直流输电设计技术与未来发展趋势

高压直流输电设计技术与未来发展趋势
作者:李昂 张珍
来源:《电子世界》2012年第19期
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        【摘要】中国电网已经进入了一个交直流互补的时代.由于直流输电技术的发展日新月异及其在跨区域大电网发展中所体现出来的优越特性,使直流输电技术在中国获得了很大的发展空间.本文简要介绍了直流输电工程的发展历史及实际应用,交直流输电各自的优缺电,直流设备的制造技术及技术发展等,叙述了直流输电技术发展,了解其与换流技术的发展有密切关系,元器件开发很重要。
        【关键词】直流输电;高压;换流器;HVDC
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        一、国内外技术现状及发展趋势
plc一体机        高压直流(HVDC)技术,自50年代兴起后,已经历了40多年的发展,成为一项日趋成熟的技术。至2002年,世界上已成功投运的HVDC工程已达82项,预计至2010年,世界还将有约20项HVDC工程投入运行。
        80年代,随着可控硅技术以及世界电网技术发展,HVDC技术得到一个阶跃性的发展。其一,由于联网的要求,背靠背工程有14项,约占新建工程的一半;其二,建成了目前世界上最长的直流线路。1700KM的扎伊尔英加—沙巴工程以及电压等级最高(士600KV)、输送容量最大(3150MW)的巴西伊太普工程。90年代,世界第一个复杂的三端HVDC工程(魁北克—新英格兰工程)完成,并建成了世界上最长的海缆(250km)HVDC工程(瑞典—德国的BALTIC工程)。
卷纸筒        随着电网技术和电力电子技术的发展,HVDC技术将会继续深化其可控性强的特点,同时克服其对电网带来的一些不利因素(如谐波)及换流站造价较高的弱点,加强其在电网发展中的作用,直流控制系统回路图见图1。
        二、我国未来直流输电技术开发的总体目标和重点任务
        根据葛上和天广HVDC工程及三峡工程、西电东送工程以及全国联网工程的需要,发展我国的HVDC技术;重点开发远距离高压直流输电和背靠背HVDC技术,借鉴国内外的经验,确保三峡HVDC工程的成功建设和运行;实施HVDC主设备国产化工程。
        2007年12月,国家发展改革委核准西北与华中联网灵宝背靠背扩建输变电工程,本工程新增换流容量75万千瓦,新建500千伏线路38.6公里,330千伏线路238.6公里。
        灵宝背靠背直流工程作为我国第一个联网背靠背直流输电工程,也是直流设备国产化的试验示范工程,工程的调试完全由国内技术力量完成,工程的建设和顺利投入运行,对直流工程国产化的发展具有里程碑式的意思。灵宝背靠背直流工程的竣工,标志着我国直流输电工程的自主化和国产化工作迈上了新的台阶。背靠背作为高压直流输电的一种特殊方式,将高压直流输电的整流站和逆变站合并在一个换流站内,在同一处完成将交流变直流,再由直流变交流的换流过程,其整流和逆变的结构、交流侧的设施与高压直流输电完全一样,具有常规高压直流输电的最基本的优点,可实现异步联网,较好地实现不同交流电压的电网互联,将2个交流同步电网隔离,能有效地隔断各互联的交流同步网间的相互影响,限制短路电流,且联络线功率控制简单,调度管理方便。与常规直流输电比较,其优点更突出:(1)没有直流线路,直流侧损耗小;(2)直流侧可选择低压大电流运行方式,以降低换流变压器、换流阀等有关设备的绝缘水平,降低造价;(3)直流侧谐波可全部控制在阀厅内,不会产生对通信设备的干扰;(4)换流站不需要接地极,无需直流滤波器、直流避雷器、直流开关场、直流载波等直流设备,因而比常规的高压直流输电节省投
手持式按摩器资。交直流输电系统原理图见图2。
        三、高压直流输电系统
赵时碧        一高压直流输电系统包括一个整流站(1)和一个逆变站(2),它们通过直流连线(4)互连,还包括接在直流连线和交流网络(3c)间的第三变换站(3),第三变换站包括通过直流电压变换器(4)与直流连线相连的变换器(3a)。该直流电压变换器包括至少第一和第二变换器级(8:1,8:2),每级皆有正极端(TP:1,TP:2)、负极端(TM:1,TM:2)和输出端(TO:1,TO:2),并包括带有至少一个可关断半导体阀(T1,T1)的电压源变换电路(V,C1,SL)。第二变换器级的正极端与第一变换器级的输出端相连,第二变换器级的输出端与第一变换器级的负极端相连。

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