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高压直流输电技术解析【电工技术】(2)

来源:电工技术学报 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2020-09-07 10:12

【作者】:网站采编

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【摘要】高压直流输电分类: 1)两端HVDC系统 :由两个换流站组成的直流输电系统。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

高压直流输电分类:

1)两端HVDC系统:由两个换流站组成的直流输电系统。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:

没有直流线路的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,也称非同步联络站。

整流站和逆变站的设备通常装设在一个站内,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干扰;造价比常规换流站降低约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,就构成了多端高压直流系统。

目前国内的高压直流输电工程还是非常多的。

二、高压直流输电的一些原理

关于换流器的原理就不展开了,很多电力电子内容,主要总结下直流输电控制方式。

直流输电控制系统的目标是:

1)保持直流功率、电压、电流和控制角在稳态值范围内;

2)限制暂态过电压和过电流;

3)交直流系统故障后,在规定的响应时间内平稳地恢复送电。

直流系统的主要优势就在于控制,其中也是比较复杂。

直流输电基本控制模块:

低压限流控制(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进行限制。

定电流控制(CCA):在极控制功能中定电流控制应用最为广泛。定电流控制的控制框图如图所示.在整流侧,定电流控制器的输入量是电流整定值TM3与实际电流TM4的偏差。

定熄弧角控制(AMAX):绝大多数直流工程的熄弧角定值都在15°~18°的范围内,熄弧角这一变量可以直接测量,却不能直接控制,只能靠改变换流器的触发角来间接调节。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大小。

定电压控制(VCAREG):在整流和逆变方式下都设置了定电压控制功能模块,这个控制器的功能是用于降压运行,但它也有利于正常方式运行,其控制也采用的是PI调节方式。

辅助控制模块:

分接头控制(TCC):分接头控制的目的是保持触发角、熄弧角、直流电压运行在指定范围内,分接头控制的特点是调节速度比较慢。

无功功率控制(RPC):不同的直流工程,滤波器和电容器分成几组,由电力开关进行投切。

一般情况下, 1)当两侧交流系统中的电压波动不大时,整流侧采用定电流控制,逆变侧采用定熄弧角控制。 2)为了快速、精确地调节功率,整流侧采用定电流控制(或定功率控制),逆变侧采用定直流电压控制。

原因在于:整流侧用定电流控制可以控制触发角根据负载改变,定电压控制保持逆变侧触发角恒定,这样传输电流即功率传输大小可以通过整流侧触发角来控制.不过当整流侧触发角达到最小值(大概5°),就不能继续用定电流控制了,整流侧触发角只能恒定,也会变成定电压控制了。

这块和运行关系紧密,里面内容挺复杂,自己也不是特别熟悉,只是总结个皮毛。

三、高压直流输电系统分析的一些要点

1)换相失败

换相失败是直流系统比较关键且常见的故障。

当换流器做逆变运行时,从被换相的阀电流过零算起,到该阀重新被加上正向电压为止这段时间所对应的角度,也称为关断角(熄弧角)。如果关断角太小,以致晶闸管阀来不及完全恢复正常阻断能力,又重新被加上正向电压,它会自动重新导通,于是将发生倒换相过程,其结果将使该导通的阀关断,而应该关断的阀继续导通,称为换相失败。

换相失败主要原因是交流系统故障,其使得逆变侧换流母线电压下降。在一定的条件下,有些换相失败可以自动恢复。但是如果发生两次或多次连续换相失败,换流阀就会闭锁,中断直流系统的输电通道,在严重的情况下可能会出现多个逆变站同时发生换相失败,甚至导致电网崩溃。

文章来源:《电工技术学报》 网址: http://www.dgjszzs.cn/zonghexinwen/2020/0907/466.html

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