高压直流输电技术
高压直流输电在电力系统中的应用研究

高压直流输电在电力系统中的应用研究引言:电力系统的安全稳定运行对于现代社会的发展至关重要。
随着能源需求的不断增长和传统交流输电系统的局限性逐渐显现,高压直流输电(HVDC)技术逐渐受到重视和应用。
本文将对高压直流输电在电力系统中的应用进行研究,探讨其优势、挑战和未来发展方向。
一、高压直流输电技术的优势1. 高效率和低损耗:相比传统的交流输电技术,高压直流输电减少了输电线路的电阻损耗和反应性功耗,能够实现更高的输电效率。
2. 远距离传输:高压直流输电系统能够有效地将电能从远距离输送到负载中心,而无需设置中继站。
3. 提高电网稳定性:高压直流输电系统具有自动补偿和控制功能,可以有效地抑制电网中的短路故障,提高电网的稳定性。
4. 潜在的环境优势:高压直流输电系统减少了交流输电线路对环境的影响,如电磁辐射和电磁干扰。
二、高压直流输电技术的应用1. 跨国互连输电:高压直流输电技术能够在不同国家之间实现电力互联,实现能源资源的共享和跨国电力交易。
2. 远海岛屿供电:对于离岛或远离陆地的地区,高压直流输电是一种有效的供电方式。
其能够迅速、高效地将电能输送到岛屿上,满足岛屿居民和工业的需求。
3. 储能系统的连接:高压直流输电将储能系统与电力系统连接起来,实现对储能系统的有效管理和利用,提高电力系统的可靠性和可调度性。
4. 大规模可再生能源输电:随着可再生能源的快速发展,高压直流输电技术能够将产生的可再生能源输送到电力系统中,减少能源浪费,并实现可再生能源的扩大应用。
三、高压直流输电技术面临的挑战1. 设备成本较高:相较于传统的交流输电技术,高压直流输电技术的设备成本相对较高,限制了其在一些地区的应用。
2. 输电线路控制和保护:高压直流输电系统的控制和保护较为复杂,需要严密的监测和快速响应,确保系统的安全运行。
3. 与现有交流输电系统的兼容性:高压直流输电技术需要与现有的交流输电系统进行兼容,在转换和接口方面存在技术难题。
高压直流输电术语

高压直流输电术语高压直流输电是一种将电能以直流形式从发电厂输送到用户的电力传输技术。
与传统的交流输电相比,高压直流输电具有更高的效率、更远的距离和更小的输电损耗。
下面将从输电方式、输电特点和应用领域三个方面详细介绍高压直流输电术语。
一、输电方式1. 单线架空输电:高压直流输电可以通过架设单根输电线路来实现。
这种方式适用于输电距离短、地形平坦的场景。
单线架空输电需要考虑线路的安全性和稳定性,以及对环境的影响。
2. 铜氧化镍导体:高压直流输电线路中常使用铜氧化镍导体。
铜氧化镍导体具有良好的导电性能和导热性能,能够承受高温和高压。
此外,铜氧化镍导体还具有较小的电阻损耗和较高的机械强度。
3. 架空输电塔:高压直流输电线路需要架设输电塔来支撑输电线路。
架空输电塔通常由钢材制成,具有高强度和稳定性。
根据地形和线路距离的不同,输电塔的类型和形状也会有所不同。
二、输电特点1. 高电压:高压直流输电中,电压通常达到数百千伏或更高。
高电压可以减小输电线路的电流,降低线路损耗,提高输电效率。
同时,高电压也对输电线路的绝缘和安全性提出了更高的要求。
2. 低损耗:高压直流输电由于直流特性,输电线路的电阻损耗相对较低。
与交流输电相比,高压直流输电的线路损耗更小,能够减少能源的浪费,提高能源利用效率。
3. 远距离输电:高压直流输电相对于交流输电来说,具有更远的输送距离。
这是因为在长距离输电中,交流输电会产生较大的电阻损耗和电感损耗,而高压直流输电可以减小这些损耗。
三、应用领域1. 远距离输电:高压直流输电被广泛应用于远距离输电领域。
例如,海底电缆输电和跨国输电项目都采用高压直流输电技术。
通过高压直流输电,可以实现超长距离的电力传输,满足不同地区的用电需求。
2. 可再生能源输电:高压直流输电也逐渐应用于可再生能源输电领域。
由于可再生能源发电厂往往位于偏远地区,而用户集中在城市地区,高压直流输电可以有效地将可再生能源输送到用户,促进可再生能源的开发和利用。
高压直流输电技术简析

高压直流输电技术简析高压直流输电技术是一种将电能以直流形式进行长距离传输的技术。
相比传统的交流输电技术,高压直流输电技术具有许多优势,如输电损耗小、输电距离远、电网稳定性高等。
本文将对高压直流输电技术进行简析,介绍其原理、应用和发展前景。
一、高压直流输电技术的原理高压直流输电技术是利用变流器将交流电转换为直流电,然后通过高压直流输电线路将直流电进行传输,最后再通过变流器将直流电转换为交流电。
这种技术的核心是变流器,它能够实现电能的双向转换,即将交流电转换为直流电,也可以将直流电转换为交流电。
二、高压直流输电技术的应用1. 长距离输电:高压直流输电技术适用于长距离输电,特别是在海底或山区等地形复杂的地方。
由于直流电的输电损耗较小,可以有效减少能源的浪费,提高输电效率。
2. 交流与直流互联:高压直流输电技术可以实现交流电与直流电的互联,使得不同电网之间可以进行互相补充,提高电网的稳定性和可靠性。
3. 可再生能源输电:随着可再生能源的快速发展,如风能、太阳能等,高压直流输电技术可以有效解决可再生能源的输电问题,将分散的可再生能源集中输送到用电地区,提高能源利用率。
三、高压直流输电技术的发展前景高压直流输电技术在能源领域具有广阔的应用前景。
随着能源需求的增加和能源结构的调整,高压直流输电技术将成为未来能源输送的重要手段。
目前,我国已经建成了多条高压直流输电线路,如长江三峡-上海、青海-河南等,这些线路的建设和运行经验为我国高压直流输电技术的发展提供了宝贵的经验。
未来,高压直流输电技术还将面临一些挑战和机遇。
一方面,随着技术的不断进步,高压直流输电技术的输电效率将进一步提高,输电损耗将进一步降低。
另一方面,随着可再生能源的快速发展,高压直流输电技术将成为可再生能源大规模开发和利用的重要手段。
总之,高压直流输电技术是一种具有广泛应用前景的技术。
它不仅可以实现长距离输电,提高能源利用效率,还可以实现交流与直流的互联,提高电网的稳定性和可靠性。
高压直流输电技术

高压直流输电技术电力是现代社会不可或缺的基础设施,而高压直流输电技术则是电力传输领域的一项重要技术。
相比传统的交流输电技术,高压直流输电技术具有更高的传输效率、更远的传输距离和更小的电力损耗,因此在长距离、大容量电力传输方面具有广阔的应用前景。
高压直流输电技术的核心是直流电压的稳定性和控制能力。
通过采用特殊的变压器和换流器,将交流电转换为直流电,在输电线路上稳定地传输。
与交流输电相比,直流输电不受频率限制,能够有效降低电力损耗和电磁干扰,提高电力传输效率。
同时,直流输电技术还能够实现电力系统的互联互通,提高电力系统的稳定性和可靠性。
在高压直流输电技术中,特高压直流输电技术(Ultra High Voltage Direct Current, UHVDC)是一项具有重大突破的技术。
特高压直流输电系统的电压等级达到800千伏以上,能够实现远距离、大容量的电力传输。
这项技术的应用不仅能够满足远距离电力传输的需求,还能够解决电力资源分布不均的问题,实现跨区域电力调度和优化利用。
特高压直流输电技术在电力工程中的应用有着广泛的前景。
首先,特高压直流输电技术能够有效降低电力损耗,提高能源利用效率。
在长距离电力传输中,交流输电存在较大的电力损耗,而特高压直流输电技术能够减少输电线路上的电阻损耗和电感损耗,提高电力传输效率。
其次,特高压直流输电技术能够实现电力系统的互联互通,提高电力系统的稳定性和可靠性。
通过特高压直流输电技术,不同地区的电力系统可以相互补充和支持,实现电力资源的共享和优化利用。
再次,特高压直流输电技术能够解决电力资源分布不均的问题。
在我国,北方地区的煤炭资源丰富,而南方地区的电力需求较大,通过特高压直流输电技术,可以将北方地区的电力资源输送到南方地区,实现能源的优化配置和利用。
然而,特高压直流输电技术在实际应用中还面临一些挑战。
首先,特高压直流输电技术的设备成本较高,需要大量的投资。
其次,特高压直流输电技术的设备制造和运维要求高,需要具备专业的技术和人才支持。
高压直流输电技术应用及其优化

高压直流输电技术应用及其优化随着电力需求不断增长,传统交流输电方式面临着越来越大的挑战。
在这种情况下,高压直流输电技术应运而生,被广泛应用于电力输送中。
本文将探讨高压直流输电技术的应用及其优化。
一、高压直流输电技术的优势相比于交流输电,高压直流输电具有以下几个显著的优势。
首先,高压直流输电可以实现长距离输电,损耗较小。
在交流输电中,电流会因为导线电阻而产生较大的损耗,而高压直流输电则能够通过提高电压来降低电流,减少能量损耗。
其次,高压直流输电可以提高输电线路的受载能力。
由于电流较小,输电线路承受的负荷也较小,因此可以减少线路的损耗。
另外,高压直流输电还具有更好的稳定性和可控性。
相比于交流输电,高压直流输电可以通过改变极性来实现快速的电压调节,提高系统的调节性能。
二、高压直流输电技术在实际应用中的挑战尽管高压直流输电技术具有众多优势,但在实际应用中仍然面临着一些挑战。
首先,高压直流输电需要大量的设备和技术支持。
相比于传统的交流输电系统,高压直流输电系统需要更多的换流设备和控制装置,同时对于逆变器和换流器的质量要求也更高。
其次,高压直流输电需要通过特殊的电缆进行输电,这需要对电缆进行加强以承受高压的压力。
同时,由于电缆的成本较高,因此在一些发展中国家和偏远地区,高压直流输电的应用受到了一定的限制。
另外,高压直流输电系统的运维和维修成本也较高。
由于系统需要大量的控制和监测设备,因此需要投入大量的人力和物力进行运维和维修工作,增加了系统的运营成本。
三、高压直流输电技术的优化为了更好地应对高压直流输电技术面临的挑战,需要进行相应的技术优化。
首先,需要继续加大对高压直流输电技术的研究和发展力度,不断提高系统的性能。
这包括提高控制装置和监测装置的稳定性和可靠性,降低设备的功耗和温升,提高系统的运行效率。
其次,需要进一步降低高压直流输电系统的成本。
这可以通过提高逆变器和换流器的生产工艺,提高设备的可靠性和稳定性,减少设备的维修和更换频率。
高压直流输电技术在特高压输电中的应用

高压直流输电技术在特高压输电中的应用随着电力需求的不断增长以及可再生能源的快速发展,特高压输电技术越来越成为解决能源传输难题的重要手段。
而其中,高压直流输电技术则因其具有较大的输电功率、较远的传输距离和较小的损耗等优势而备受关注。
本文将探讨高压直流输电技术在特高压输电中的应用。
一、高压直流输电技术的基本原理高压直流(High Voltage Direct Current,简称HVDC)输电技术是指利用直流电流进行能量传输的一种输电方式。
与交流输电相比,HVDC技术具有以下优势:首先,HVDC输电系统中的直流电流不会遭受交流电损耗,因此损耗相对较小;其次,HVDC可以实现双向输电,即使在电站出现故障时,也能够将电流倒送回电网,从而保证电力稳定供应;此外,HVDC技术还可以通过增加输电电压,实现长距离的电力传输。
在HVDC输电系统中,主要包括换流站、输电线路和换流器等关键设备。
换流站起到将交流电能转换为直流电能的作用,同时它还能够将直流电能反向转换为交流电能,从而实现电力的双向传输。
输电线路则用于传输直流电能,其中直流电压达到极高水平,这就是所谓的特高压输电。
二、高压直流输电技术在特高压输电中的应用案例1. 青藏特高压直流工程青藏特高压直流工程是我国电力系统中的一项旗舰工程,该工程采用特高压直流输电技术,将青海、甘肃、宁夏等内陆地区的清洁能源输送到东海沿线的江苏、上海等发电集中地区。
该工程的特点是输电距离较长,同时输电功率也相对较大。
通过采用HVDC技术,青藏特高压直流工程在输电损耗上实现了较大的节约,并极大提升了电力系统的可靠性。
2. 某国特高压直流示范工程某国特高压直流示范工程是该国电力系统中的一项重要工程,该工程采用特高压直流输电技术,连接该国东北地区的火力发电厂与南方地区的大型工业城市。
该工程采用了高压直流输电技术,将大量电力从东北输送到南方,有效缓解了南方电力供应压力。
同时,该工程还采用了光伏发电技术,使得该国的可再生能源得以更好地利用。
高压直流输电技术

高压直流输电技术在电力系统中的实际应用案例
案例一:国家电网的特高压直流 输电工程
案例三:高压直流输电在海上风 电并网中的应用
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
案例二:南方电网的背靠背直流 输电工程
案例四:高压直流输电在跨国电 力联网中的应用
高压直流输电技术在电力系统中的未来发展方向
更高电压等级:随着技术的进步,高压直流输电系统的电压等级将进一步 提高,以实现更远距离、更大容量的电力传输。
智能控制:利用先进的控制算法和人工智能技术,实现对高压直流输电系 统的智能控制,提高电力系统的稳定性和可靠性。
添加标题
应用场景:广泛应用于电力系统、城市供电、铁路供电等领域。
添加标题
未来发展:随着新能源、智能电网等技术的不断发展,高压直流输电技 术的应用前景更加广阔。
高压直流输电技术的应用场景
跨大区电网互联 远距离大容量输电 分布式能源并网 城市供电和配电网
02
高压直流输电技术的发展历程
高压直流输电技术的起源和发展
起源:20世纪初,高压直流输电技术开始发展,主要用于城市供电和跨大 区输电。
发展历程:20世纪50年代,随着电力电子技术和控制技术的进步,高压直 流输电技术逐渐成熟并得到广泛应用。
技术特点:高压直流输电具有输送功率大、线路损耗小、输送距离远等优 点,尤其适用于大容量、远距离输电。
应用场景:高压直流输电技术广泛应用于电力系统互联、海上风电并网、 城市供电等领域。
04
高压直流输电技术的关键技术问题
高压直流输电系统的设计和优化
高压直流输电技术与应用

高压直流输电技术与应用随着我国对电力需求的不断增长和电力能源的转型,高压直流输电技术在电力领域逐渐受到重视和应用。
高压直流输电是一种利用直流电压高达数百千伏的直流电压,对于输电线路的损耗和电压降低率要比交流输电低很多的输电技术。
本文将围绕高压直流输电技术的原理、应用现状和未来发展进行探讨。
一、高压直流输电技术的原理高压直流输电技术是指在输电系统中,采用直流电压为电力传输介质的一种电力输送方式。
此技术引起的变化在于,交流电度量在运输时,能耗大、效率低,导致输送过程中有较大方法物质性质损失,同时发电、输送、配电过程中,电压降低率大。
高压直流输电技术的原理则在于,它以直流电压为输导体,尽早将电能输送到目的地,降低了输送过程中的损失和电压降低,从而提高了效率。
同时它可以长距离、大功率地进行电力输送,与交流输电相比,具有一定的优势。
二、高压直流输电技术的应用现状目前高压直流输电技术已经广泛应用于重大水利工程、矿业、冶金、城市电力、电气化铁路等多种领域,同时,也在可再生能源领域中有着广泛的应用。
高压直流输电技术的优势在于,直流电可通过特殊整流子装置,将交流电源转化为高压直流电源,从而降低输电线路中所产生的电能损耗。
同时高压直流输电技术可以提高电力输送的距离和输送能力、控制输送过程中电流的大小,从而保证了电力系统中的稳定性和效率。
三、高压直流输电技术的未来发展降低电能损耗、提高输送效率是高压直流输电技术应用的主要目的。
随着技术的不断升级和新型设备的应用,高压直流输电技术在未来可能具有更广阔的发展空间。
例如通过配变技术,可以将输电电压从原来的500千伏提高至800千伏以上,并且具有更快的转换速度和更广范围的选择。
同时还可以通过智能化控制、故障诊断与维护等技术的普及,进一步提高电力系统的可靠性和运营效率,并且降低维护成本。
此外,高压直流输电技术也可以通过与其他技术的协同发展,提高能源利用率。
总体上,在电力需求的不断增长的背景下,高压直流输电技术的需求和应用范围不断扩大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高压直流输电技术学院(系):电气工程学院班级:1113班学生姓名:高玲学号:21113043大连理工大学Dalian University of Technology摘要本文综述了高压直流输电工程的应用领域及研究现状,并从稳态模型出发分析了其控制方式和运行原理,最后介绍了新型高压直流输电系统基本情况,达到了实际的研究意义。
关键词:高压直流输电;稳态模型;控制;新型目录摘要 (II)1 高压直流输电发展概况 (1)1.1 高压直流输电工程的应用现状 (1)1.2 高压直流输电的发展趋势 (1)1.3 高压直流输电的特点 (2)2 高压直流输电系统控制与运行 (4)2.1 概述 (4)2.2 直流输电系统的控制特性 (5)2.2.1 理想控制特性 (5)2.2.2 实际控制特性 (6)2.3 HVDC系统的基本控制 (7)2.4 HVDC系统的附加控制 (10)2.4.1 HVDC系统附加控制的原理 (10)2.4.2 HVDC系统常见的附加控制 (10)3 新型直流高压输电系统 (12)3.1 概述 (12)3.2 基本结构 (12)参考文献 (13)1 高压直流输电发展概况1.1 高压直流输电工程的应用现状直流输电起步于20世纪50年代,20世纪80年代随着晶闸管应用技术的成熟、可靠性的提高,直流输电得到大的发展。
到目前为止,已建成高压直流输电项目60多项,其中以20世纪80年代为之最,占30项。
表1.1列出世界上长距离高压直流输电项目,表1.2列出我国直流工程项目。
表2.1 世界上长距离高压直流输电项目项目额定电压/kV 额定功率/万kW 输电距离/km 投运年份安装地点及供货商卡布拉-巴萨±533 192 1360 1978 莫桑比克²南非因加-沙巴±500 112 1700 1981 扎伊尔纳尔逊河二期±500 200 940 1985 加拿大I.P.P ±500 192 784 1986 美国伊泰普一期±600 315 796 1986 巴西伊泰普二期±600 315 796 1986 巴西太平洋联络线±500 310 1361 1989 美国魁北克多端±500 225 1500 1986/90/92 加拿大-美国亨德-德里±500 150 814 1992 印度东南联接±500 200 1420 2002 印度表2.2 我国已投运的高压直流工程项目项目额定电压/kV 额定功率/万kW 输电距离/km 单极投运年份双极投运年份葛洲坝-上海±500 120 1052 1989 1990天生桥-广州±500 180 960 2000 2001三峡-常州±500 300 890 2003 2003三峡-广州±500 300 956 2003 2004贵州-广东1回±500 300 900 2004 2004三峡右岸-上海±500 300 950 2007 2007贵州-广东2回±500 300 900 2007 20071.2 高压直流输电的发展趋势目前HVDC输电的换流阀仍然是由半控器件晶闸管组成,使用电网换相的相控换流(Phase Control Converter,PCC)技术,因此存在以下一些固有的缺陷:(1)由于触发角和关断角的存在导致HVDC运行需要大量的无功补偿(约为输出直流功率的40%.60%),需要大量的滤波设备滤除电压、电流中的谐波分量。
(2)受端系统较弱时,由于没有足够的短路容量,逆变器容易发生换相失败。
(3)由于需要交流系统提供换相电流,不能向无源网络或孤立负荷送电。
为克服以上缺点,发展了人工换相技术(或强迫换相技术)。
其工作原理是使换流器工作在a、Y很小,甚至为负的情况下,从而减少换流器所吸收的无功。
具体的实现方案有串联电容换相换流器(Capacitor Commutated Converter,CCC)、可控串联电容器的换流器(Controlled Series Capacitor Converter,CSCC)等。
CCC/CSCC的基本思想是用串联电容器来补偿换流器的无功功率消耗。
CCC是把电容器放在换流变的阀侧,并采用固定电容器。
而CSCC是将电容器放在换流变的一次侧,采用可控串联电容器(TCSC)连续调节电容值或采用双向晶闸管分级调节串入的电容值。
从严格意义上来说,CSCC并不是一种新型的换流器,而只是TCSC技术和传统的PCC的结合,是对传统的HVDC输电的改进。
与传统的HVDC输电相比,CCC/CSCC技术有很多优势。
后者可以提高换流器的功率因数,有效降低受端系统故障时逆变器换相失败的可能性,提高HVDC输电运行的稳定性和经济性。
但不论是PCC技术还是CCC/CSCC技术,由于都是以半控器件为基础,采用触发相位控制,因此只能工作于有源逆变方式。
最新发展的基于电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)的HVDC输电技术采用IGBT等全控器件,电流能够自关断,所以可以工作在无源逆变方式。
同时采用了正弦脉宽调制(SPWM)调制技术,通过控制SPWM调制波的给定正弦信号的相位和调制比,可分别控制有功功率大小及方向和无功功率大小及性质。
ABB公司率先进行了基于VSC的直流输电实验,并将这一技术称为轻型高压直流(HVDC Light)输电技术。
1.3 高压直流输电的特点高压直流输电系统具有下列运行特性【1】(1)直流输电技术特别适合于大功率、远距离输电。
当输电距离超过600.900km这个等价距离后,采用直流输电比采用交流输电要经济得多。
我国的西电东送工程,其输电距离超过1000km,输送容量达1亿kW,采用直流输电是最经济且合理的方案。
(2)输送相同功率时,线路造价低。
(3)线路有功损耗小。
由于直流线路没有感抗和容抗,在线路上也就没有无功损耗。
(4)直流线路的短路电流较小,直流联网后,短路容量基本没有增大,不会对被联流系统的短路电流水平产生影响,所以直流输电可以限制系统的短路电流。
(5)线路在稳态运行时没有电容电流,沿线电压分布比较平稳;线路部分不需要无功补偿。
(6)调节速度快,运行可靠。
直流输电通过晶闸管阀换流器能够快速、方便的调节直流线路电流和功率,从而可实现各种调节和控制,不仅可以保证正常运行时稳定地输出功率,也可以在事故情况下,提高系统运行的可靠性。
直流输电与交流输电相比较,也有如下的缺点:(1)换流站的设备比较昂贵。
换流桥本身的高压、大电流的晶闸管元件比较昂贵。
另外,换流器在运行中需要消耗较多的无功功率,其数值约为输送直流功0%.60%,这就需要大量的无功功率补偿及滤波设备,这些设备比较昂贵。
(2)换流装置需要消耗大量的无功功率,并且几乎没有过载能力,对直流系统的运行不利。
(3)传统的直流输电需要交流电网提供给换相电流,这个电流实际上是相间短路电流,因此要保证换相的可靠,受端交流系统必须具有足够的容量,即必须有足够的短路比(Short Circuit Ratio,SCR),当受端系统比较弱时,系统运行可能会出现一系列的问题。
2 高压直流输电系统控制与运行2.1 概述直流输电系统可以由如图2.1所示的等值电路来表示【2】。
图2.1 直流输电系统等值电路图图中V dr 和V di 分别为整流侧和逆变侧的直流电压;I dr 和I di 分别为整流侧和逆变侧的直流电流;V dor 和V doi .分别为整流侧和逆变侧的理想空载直流电压:R cr 和R ci 分别为整流侧和逆变侧的等效换相电阻,如33,cr cr ci ciR X R X ππ==,X cr 和X ci 分别为整流器和逆变器的换流电抗;L dr 和L di 分别为整流侧和逆变侧平波电抗器的电感值;L d 和R d 分别为二分之一的直流线路电感值和电阻值:C dc 为直流输电线路总的对地电容值,V c 为电容上的电压值:α整流器的触发滞后角.β为逆变侧的触发越前角。
其中理想空载直流电压与交流电压之间的关系为:dor orV kV = (2.1)doi oi V kV = (2.2)式中k BTπ=,B 串联换流桥的数目,T 为变压器的变比。
当直流系统处于稳态运行时,忽略直流输电线路的对地充电电容,可以求得稳态的直流电流为:cos cos 2dor doi d dr di d cr civ V I I I R R R αβ-===++ (2.3)从式(2.3)可以看出,对于高压直流输电系统,通过控制整流器和逆变器的触发角α和β来控制任一点的直流电压以及线路电流(或功率)。
这是通过控制阀的触发角或者通过切换换流变压器的抽头以控制交流电压完成的。
栅/门极控制的速度很快,一般为lms ~l0ms ,并且可以连续实现。
而变压器分接头切换速度较慢,每极切换为5s ~6s ,并且只能极调。
实际中一般以相互补充的方式应用这两种控制。
即开始时应用栅/门极控制以保证迅速的控制效果,之后由换流变压器的分接头切换将换流器控制角(整流器的α角和逆变器的γ角)恢复到正常范围。
为了确保触发前换流阀上有足够的电压,整流器有一个最小盯角限制,大约为5°。
整流器正常运行时的口角的范围为15°到20°。
对逆变器来说,必须维持一个确定的最小熄弧角γ,以避免换相失败,确保换相完成且带有足够的裕度。
一般对50Hz 系统y 角值的裕度为15°。
对60Hz 系统则为18”。
2.2 直流输电系统的控制特性2.2.1 理想控制特性在正常运行状态下,广泛采用的一种控制方式是整流侧定电流控制(CC)、逆变侧定熄弧角控制(CEA)。
用稳惫电压一电流(V-I)特性可以解释直流输电系统的理性控制特性,如图2.2所示。
图中,整流器和逆变器的特性都从整流器上测量,V d 是在整流器上测量的值,从而逆变器特性包括了线路上的电压降。
cos ()d doi L ci dV V R R I γ=+- (2.4)当整流器为定电流控制(CC)时,它的妁,如特性是一条垂直线,如图2.2中AB 线所示。
如果换相电阻R ci 略大于线路电阻R L .,逆变器的特性直线斜率为负且较小,如图2.2中CD 线所示。
由于在一种运行条件下必须同时满足整流器和逆变器的特性,因此它由两条特性的交点E 确定。
图2.2 理想换流器控制稳态伏安特性通过调节“电流指令”或“电流整定值”可以使整流器特性水平移动。
如果测量电流小于电流指令,调节器就会减小α角而提前触发。
通过逆变侧变压器抽头切换装置的作用,它的特性会升高或降低。