基于新型换流变压器的直流输电系统设计
高压直流输电下换流变压器的性能分析
高压直流输电下换流变压器的性能分析引言：随着电力系统的发展和需求的增长，高压直流输电技术逐渐得到广泛应用。
而在直流输电系统中，换流变压器是一个关键的设备，用于实现交流与直流之间的能量转换。
本文将对高压直流输电下的换流变压器进行性能分析，包括热特性、失效机理和寿命预测等方面。
一、热特性分析1. 温升特性：换流变压器在高压直流输电中会产生较大的电流和磁场，从而导致温升。
温升直接影响着变压器的工作温度和寿命。
因此，必须对变压器的温升特性进行分析。
可以通过数值计算、仿真模拟或实验测试来获得变压器的温升情况。
同时，考虑到换流变压器的复杂性和大型化，设计中应该合理选择冷却系统、冷却介质和散热方式。
2. 等值电路模型分析：为了更好地评估换流变压器的性能，建立一个准确的等值电路模型非常重要。
等值电路模型可以反映变压器的电气特性和磁滞特性等，用于分析变压器的损耗和效率。
常用的等值电路模型包括电阻、电抗、电容元件以及磁滞环等。
通过适当的参数调整和拟合，可以使得模型更加准确地描述换流变压器的工作情况。
二、失效机理分析1. 电击击穿：高压直流输电系统中，由于系统电压较高，会导致电击击穿现象。
电击击穿主要是指在电气设备的绝缘部分形成电弧或电晕放电，破坏绝缘强度。
对于换流变压器而言，电击击穿可能发生在绝缘材料、绝缘油的介质强度等方面。
因此，需要进行电击击穿分析，以避免电气设备的失效。
2. 热失效：因为高压直流输电系统中的大电流会导致变压器发热，加剧绝缘材料内部的热应力和热老化。
长期高温会导致绝缘材料的物理性能下降，甚至发生热失效。
为了避免热失效，需要进行热稳定性分析，并选择合适的绝缘材料和冷却系统来降低变压器的工作温度。
三、寿命预测1. 失效模型：为了预测变压器的使用寿命，需要建立失效模型。
失效模型主要是通过研究绝缘材料的老化规律、电压电流的应力以及环境因素等，来评估变压器的可靠性和寿命。
常用的失效模型包括Arrhenius模型、微观损伤模型、剩余寿命模型等。
新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术
新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术摘要：双碳背景下，大规模新能源通过电力电子变换器接入电网，将面临诸多挑战。
在送端电网，千万千瓦级新能源基地数以万计纯电力电子变流器组网的运行特性和稳定机理不明确，新能源发电基地与直流输电系统优化配置和协调稳定控制难度较大；在受端电网，中国已经形成的多直流复杂电网在不断增加接纳直流输电容量的同时，将进一步叠加高比例新能源电力，现有的直流输电控制保护技术和多直流电网安全运行控制技术难以支撑电网安全稳定运行；在环境条件方面，超高海拔、高地震烈度、高宇宙射线和高盐雾等苛刻环境条件将对直流输电装备和基础材料提出更高要求。
基于此，本篇文章对新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术进行研究，以供参考。
关键词：电力系统；特高压直流输电；SLCC换流技术引言上世纪末至今，中国直流输电事业飞速发展，从技术落后到技术引领，成为世界上建设直流工程数量最多、电压等级最高（1100kV）、技术种类最多的直流输电国家。
直流输电是我国能源的骨干运输通道，在能源输送方面将发挥着不可替代的作用。
针对大规模清洁能源并网、传输、消纳等问题，直流输电将是进一步提升清洁能源利用率、充分满足未来电力需求、助力新型电力系统建设的必要手段。
新型电力系统的构建离不开直流输电，同时也将对直流输电的发展产生深远影响。
我国电力系统跨省跨区输电通道建设加快。
新型电力系统能有力推动直流送端风光火储一体化发展，通过采取增加火电调峰深度、配置储能、优化直流曲线等综合措施，提升输电通道清洁电量占比。
我国电力系统输电通道清洁能源比例提升。
1特高压直流输电技术概述通过进一步研究高压直流输电技术，确保国家能源资源的合理开发和利用，解决自然资源和能源分配不均的问题，现在可以进行高压直流输电，即800kV以上的电压直流输电的工作原理是:在用电流变换器改造交流电源之前对其进行改造，强调运输过程中的稳定性和安全性，应用该技术可以节省设备的地面空间，减少交通损失，满足中国各地区每年日益增长的用电需求。
柔性直流输电系统的设计与优化
柔性直流输电系统的设计与优化直流输电系统作为电力传输领域的一项重要技术，在解决远距离电力传输、提高输电效率和稳定性等方面具有独特优势。
而柔性直流输电系统作为直流输电的一种新型形式，在电力系统领域得到了广泛关注和研究。
本文将从柔性直流输电系统的设计与优化角度展开讨论，探究其在电力系统中的应用与发展。
一、柔性直流输电系统的基本原理与特点柔性直流输电系统主要由直流母线、换流站、逆变站以及相应控制系统等组成。
其基本原理是通过硅控整流和逆变技术，将交流电能转换成直流电流进行传输，并在需要的地方再次将其转换为交流电能。
在这个过程中，可以通过控制直流母线的电压和频率来实现对输电系统的柔性控制。
相比传统的交流输电系统，柔性直流输电系统具有以下几个特点：1. 高效能：柔性直流输电系统在电能转换的过程中，能够大大减少电能的损耗。
传统交流输电系统由于存在变压器等能量转换设备，会存在一定的能量损耗。
而柔性直流输电系统采用直流电能传输，能够减少能量转换环节，提高能量传输的效率。
2. 高稳定性：柔性直流输电系统具有更好的稳定性。
由于直流电路的特点，柔性直流输电系统能够更好地应对电力系统中的故障和波动。
例如，在输电线路出现瞬态故障时，柔性直流输电系统能够通过控制直流母线电压和频率，迅速稳定系统运行，减少对系统的影响。
3. 较小的占地面积：柔性直流输电系统相比传统交流输电系统在占地面积上具有较大优势。
传统交流输电系统需要设置变电站、输电线路等设备，占用大量土地资源。
而柔性直流输电系统不仅仅可以减少变电站设备，还可以通过多级换流站的方式，进一步减小占地面积。
二、柔性直流输电系统的设计要点柔性直流输电系统的设计涉及到许多技术和工程要点。
下面将从输电线路、换流站和逆变站等方面来介绍设计要点。
1. 输电线路设计：柔性直流输电系统中的输电线路是电力传输的核心环节。
在设计时需要考虑线路的传输能力、损耗、抗风荷载能力等因素。
同时，为提高输电线路的可靠性，还需要进行断面选择和材料选择。
基于新型换流变压器的直流输电系统设计
的发展起到非常重要 的作 用。
换 流 变 压 器 是 直 流 输 电 系 统 必 不 可 少 的 重 要 设 备 ，它
定运行和延长使用寿命 。
１ １ 新 型 整 流 变压 器的 谐 波 屏 蔽 机 理 ．
起着 电压转换 和隔离交直 流 系统 的功 能。在 当前大部 分高
压 直 流 输 电 系统 中 ，滤 波 及 无 功 补 偿 装 置 安 装 于 网 侧 ， 由 换 流器 所 产 生 的谐 波 和 消 耗 的无 功 功 率 皆 通 过 换 流 变 压 器 的 原 副边 绕 组 ，使 得 换 流 变 压 器 的 设 计 制 造 困难 ，体 积 大
２ １ ｏ ４ ｏ３ ０ ０Ｖ １ ２Ｎ ． ．
电压源换流器型直流输电技术综述
电压源换流器型直流输电技术综述在当今社会，随着电力需求的不断增长和环境保护意识的提高，以及可再生能源的广泛应用，对于电力输电技术的要求也日益提高。
在这种背景下，电压源换流器型直流输电技术应运而生，并逐渐成为电力输电领域的热门话题。
本文将对电压源换流器型直流输电技术进行全面评估，并撰写一篇有价值的文章，以便更深入地了解这一技术的深度和广度。
一、电压源换流器型直流输电技术概述电压源换流器型直流输电技术是一种采用电压源换流器作为输电端装置的直流输电技术。
它通过电力电子器件实现了交流电到直流电的变换，并实现了各种功能的控制，例如功率流动的控制、电压的调节等。
相比传统的线性功率放大器直流输电技术，电压源换流器型直流输电技术具有输电能力大、损耗小、对系统的动态稳定性影响小等优点，成为了新一代直流输电技术的热门选择。
二、电压源换流器型直流输电技术的原理和特点电压源换流器型直流输电技术是基于电力电子器件的控制原理实现的。
其核心是电压源换流器，它能够对电压和电流进行灵活的控制，实现了高效的能量转换和输电控制。
电压源换流器型直流输电技术还具有灵活性高、成本低、占地面积小等特点，能够满足复杂电网结构和大容量输电的需求，因此在电力系统中具有广阔的应用前景。
三、电压源换流器型直流输电技术的应用领域电压源换流器型直流输电技术广泛应用于大容量远距离输电、海底电缆输电、电力系统互联、可再生能源接入等领域。
它能够有效解决传统交流输电技术在长距离输电、大容量输电和电网规划等方面面临的问题，成为了电力系统中不可或缺的一部分。
四、电压源换流器型直流输电技术的优势和未来发展趋势电压源换流器型直流输电技术相比传统的交流输电技术具有输电能力大、输电损耗小、对环境的干扰小等优势，未来的发展趋势主要体现在技术的不断创新和完善上。
随着电力系统的智能化和信息化程度不断提高，电压源换流器型直流输电技术将会更加智能化和高效化，以满足电力系统的需求。
五、个人观点和总结在我看来，电压源换流器型直流输电技术作为一种新型的电力输电技术，将会对未来的电力系统产生重要影响。
基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述
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基 于 电压 源换 流 器 的高压 直 流 输 电技 术 研 究综 述
徐忻 ，胡靖 ，石辉。 ，张勇军
（ ． 南 电 网公 司红 河 供 电局 ，云 南 红 河 ６ １０ ；２ １云 ６ １ ０ ．湖 北 电 网公 司武 汉供 电局 ，湖 北 武 汉 ４０ １ ；３ ３ ０ ３ ．湖 南 省 电 力公 司调 度 通 信 局 ，湖 南 长 沙 ４ ０ ０ ；４ １ ０ ７ ．华 南理 工 大 学 电力 学 院 ，广 东 广 州 ５ ０ ４ ） １６ ０
原 理 ，总 结 了其 基 本 控 制 方式 和 技 术 特 点 ，指 出 了该 技 术 的 应 用研 究 现 状 、 当前 存 在 的 问题 以及 今 后 的 研 究 方
向。Ｖ Ｃ ＨＶ Ｓ — ＤＣ的特点证 明，该技术在风电、输配电领域具有广 阔的发展 前景 。
国网经研院总工程师 李晖：新型电力系统规划设计面临诸多新挑战
国网经研院总工程师李晖：新型电力系统规划设计面临诸多新挑战新型电力系统是一项涉及多行业、多学科的复杂系统性工程，尤其离不开科学、高效的规划设计工作。
那么，如何做好新型电力系统的顶层设计、完善底层逻辑？如何开展新型电力系统科研创新、规划设计等工作？作为国家电网有限公司电网规划和工程设计技术归口单位的国网经济技术研究院有着自己的见解。
带着上述问题，本报记者近日采访了国网经济技术研究院总工程师李晖。
新型电力系统有“4个新”中国能源报：从整个电力系统的规划设计角度来看，新型电力系统有哪些“新变化”？李晖：与传统电力系统相比，新型电力系统的供给侧、电网侧、消费侧及二次系统将发生革命性变化，体现为“4个新”，即新的电源装机结构、新的电网形态、新的电力负荷特性、新的二次系统控制模式。
具体而言，从供给侧看，能源结构将发生改变，可再生能源将实现大规模开发利用，逐步取代化石能源。
预计到2030年，我国新能源在装机规模上将成为第一大电源，对电力系统供需平衡和清洁能源消纳能力提出了更高要求，需要增加电源装机的容量冗余度，同时配套建设相应的灵活调节能力。
从电网侧看，将由以常规电源、单向供电为主向高比例电力电子化和新能源、双向供电的电网形态转变。
随着大型风光电基地的开发，跨区送电将继续增加，需加大特高压及各级电网发展力度，提升高比例新能源外送消纳能力、多直流承载能力。
另一方面，中东部地区分布式新能源大规模开发，对配电网的接入能力提出了更高要求。
通过大电网与配电网灵活互济、协调运行，实现大规模新能源与电网的协调发展。
从消费侧看，将由用户侧单向用电向电能双向传输转变。
多元用电负荷、分布式电源、新型储能将快速发展，负荷特性由传统的刚性用电需求、单向用电向柔性用电需求、用户电能双向传输转变，终端能源侧的电力产消者将大量出现，电力供需平衡模式由“源随荷动”向“源荷互动”转变。
从二次系统看，电力系统控制模式将发生深刻变化。
随着新能源电力和电量占比的提升，电力系统不确定性增大、复杂性增加、可控性变差，这将推动一体化控制向主配网协同、微电网自治等控制模式转变。
直流工程成套设计方案
直流工程成套设计方案一、前言随着能源危机和环境污染问题的日益加剧，新能源、清洁能源等新型能源的发展成为各国政府和企业关注的重点。
而直流技术作为一种高效、稳定、可靠的电力传输方式，逐渐成为新能源开发和传输的主流技术之一。
本文就直流工程成套设计方案进行综合分析和阐述，以期为相关研究和工程实践提供参考。
二、直流工程成套设计概述直流工程成套设计是指在直流输电、直流供电系统等直流工程中，对电力设备、自动化设备、保护装置、控制系统等设备进行整体设计和配置，确保直流工程的安全、稳定、高效运行的过程。
其主要包括直流输电系统成套设计和直流供电系统成套设计两个方面。
1. 直流输电系统成套设计直流输电系统成套设计是指对输电线路、换流器、阀厅、换流变压器、直流滤波器、直流接地极、监控系统等设备进行整体设计和配置，以完成高压直流输电。
其主要内容包括输电线路设计、换流站设计、换流变压器设计、直流接地极设计、监控系统设计等。
其中，输电线路设计是直流输电系统成套设计的基础，其主要任务是在满足输电容量和输电距离的前提下，最大限度地降低线路电阻、电感和电容等参数，以减小线路损耗、提高电能传输效率。
而换流站设计主要包括换流器的选型和配置、阀厅的设计和布置、直流滤波器的设计和配置等，以确保换流站在不同运行模式下的安全、稳定运行。
此外，换流变压器设计、直流接地极设计和监控系统设计等也是直流输电系统成套设计中至关重要的环节，只有这些设备齐全、配套，才能确保直流输电系统的正常运行。
2. 直流供电系统成套设计直流供电系统成套设计是指对直流变电站、直流配电系统、直流负载等设备进行整体设计和配置，以完成直流供电。
其主要内容包括直流变电站设计、直流配电系统设计、直流负载设计等。
其中，直流变电站设计是直流供电系统成套设计的核心，其主要任务是对变电站的选址、布置、设备配置等进行规划和设计，从而确保变电站在不同运行模式下的安全、稳定运行。
直流配电系统设计主要包括直流母线的设计和布置、直流断路器的选型和配置、直流接地设备的设计和布置等，以确保供电系统在不同运行状态下的安全、稳定运行。
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基于新型换流变压器的直流输电系统设计
1 前言
换流变压器及滤波装置是直流输电系统中的重大技术装备。
传统的换流变压器及滤波方案虽然广泛应用，但并不完善。
传统滤波方案将滤波器安装于交流母线与换流变压器网侧绕组之间。
这使得由换流器产生的谐波电流和无功电流均要通过变压器的网侧、阀侧绕组。
这必然会在铁心和结构件中通过较强的谐波磁通，使得变压器绝缘强度加大，损耗增加，振动和噪声大。
针对上述问题，本文提出了一种新型换流变压器及其滤波系统，它是利用电磁感应原理在副边绕组间实现谐波磁势平衡的谐波抑制新方法，称之为感应滤波；分析了该滤波新方法的谐波抑制机理；在此基础上，对在建的新型直流输电系统平台的阀侧滤波器进行综合设计。
2 感应滤波的谐波抑制机理
现以图1所示中间引出抽头接单调谐滤波器的单相三绕组变压器为例，阐述利用变压器耦合绕组的安匝平衡作滤波机理的新型滤波方式。
图中，1表示一次绕组，2表示二次延边绕组，3表示二次公共绕组，Ih 表示谐波电流源。
箭头所示为谐波电流在变压器中的流通路径。
分析可知：在延边绕组2通过谐波电流影响下，公共绕组2和一次绕组1要感生相应的谐波电流，满足以下磁势平衡关系：W2Ih=W3Ih3+W1Ih1 （1）
式中：W1 一次绕组的匝数，W2 二次负载绕组的匝数，W3—二次滤波绕组的匝数。
如果延边绕组2 和公共绕组3 的安匝能保持平衡，则Ih1 =0，就不会在一次绕组感生谐波电流，从而使一次与谐波隔离开来，达到谐波屏蔽的目的。
由此可知，该种滤波方式的实现需要同时满足如下两个条件[3]：
（1）图1 变压器二次绕组引出抽头接滤波器，目的是对谐波加以引流，为变压器耦合绕组2、3 的谐波安匝平衡作滤波方式提供前提。
引流效果越好，利用耦合绕组的谐波屏蔽效果。