高压直流三极输电技术

高压直流三极输电技术采用电流调制控制模式,同时利用三相导线,只需要对线路进行有限改造,就可有效提升原线路输送容量。因此高压直流三极输电技术是潜在的解决输电线路输送容量瓶颈效应的有效方案。为进一步推动高压直流三极输电技术的研究和应用,介绍了该技术的发展历程、系统结构、电流调制原理以及运行方式,详细分析了高压直流三极输电与常规高压直流输电相比的技术优势和经济特点,最后针对该技术的工程应用提出了需要重点研究的几个关键领域。     

高压直流三极输电特性分析

高压直流三极输电技术是一种适用于交流输电线路增容改造的新技术。介绍了它的主电路结构,对其中用于实现三极输电方式的关键部分——极3的2种接线方式(即换流阀直接反并联和换流阀中的晶闸管反并联)进行了比较,得出后者更适合应用于实际工程建设中的结论。并通过数学理论推导,分析了高压直流三极输电系统所采用的电流调制控制的原理。比较了将交流输电线路转换为高压直流双极和三极输电系统后的输电容量、冗余度、过载能力和经济性,得出后者优于前者的结论。最后,根据我国现有国情,将高压直流三极输电技术与其他的增容改造方法进行了比较,并对其在我国的应用前景进行了初步的探讨。     

基于MMC的高压直流三极输电技术

在借鉴传统高压直流三极输电和模块化多电平换流器型直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)的基础上,提出基于MMC的高压直流三极输电技术。该技术采用五电平子模块来满足极3直流电压极性和直流电流方向周期性变化的要求。首先分析了五电平子模块的工作模式和闭锁后故障等值电路,而后分析了基于MMC的高压直流三极输电的电流调制策略,设计了MMC相应的控制策略。最后基于PSCAD/EMTDC搭建了基于MMC的高压直流三极输电系统,仿真算例结果验证了该系统的可行性。     

三极直流输电技术原理及应用

对三极直流输电技术的发展进行回顾,详细分析了其电路结构、电流调制工作原理,介绍其性能和特点、应用领域,阐述了该技术在工程验证中需要关注的具体问题。三极直流输电技术可以应用于将交流线路改造成直流输电线路,能够充分发挥现有交流输电线路及设备的利用率。现今三极直流输电技术研究尚停留在理论和仿真层面,但是采用现有的技术、借鉴直流输电工程多年的运行经验,实现三极直流输电并不存在不可解决的障碍。     

高压三极直流输电系统电流调制特性仿真研究

为研究高压三极直流输电系统的电流调制运行特性,基于华东电网江苏—上海实际交流线路参数,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立了高压三极直流输电系统仿真模型,对利用交流线路改造后的三极直流输电系统电流调制运行过程中的稳态和暂态特性进行了仿真研究,并与常规直流输电运行特性进行了对比。仿真结果表明:将交流线路改造成高压三极直流输电系统,采用电流调制技术周期性切换导线上的电流定值,可以充分利用导线的发热极限容量,避免中性点流过电流,改造后的高压三极直流输电系统输送总功率从原来的1 200 MW提高到2 499 MW,增容效果显著;高压三极直流输电系统采用直流电流调制运行,各极直流电压、电流及功率特性与常规直流存在较大区别,可以通过改变电流调制比控制直流传输功率,改造后的高压三极直流输电系统谐波特性满足常规直流工程规范要求,高压三极直流系统暂态恢复特性与常规直流基本一致。     

高压直流输电技术现状及发展前景

为满足国内直流输电工程的建设需要,紧跟直流输电设备制造水平的前沿技术,对直流输电技术发展的最新成果进行了总结。总结了特高压直流运行方式的特点,指出将电流自然换相技术与柔性直流技术相结合构成多端直流输电技术是未来直流输电技术的发展方向;介绍了多换流站共用接地极技术、换相直流输电技术、大功率半导体器件及换流变压器的应用现状;分析了3种光电式电流互感器的特点;总结了直流输电控制保护系统的发展现状;最后结合生产实际,阐述了跨区电网运行中采用区域直流集控技术的优势。     

印度高压直流输电技术的应用状况

以印度东南部高压直流输电系统为例，从换流阀、换流变压器及滤波器的参数和运行特性等方面，介绍高压直流输电的技术应用情况，展望高压直流输电技术的发展前景。     

高压直流输电系统换流器技术综述

作为高压直流输电核心设备的换流器容量巨大、可控性强,对可靠性的要求很高。传统晶闸管换流器容量很大,但投资大、谐波严重。电压源换流器能弥补传统晶闸管换流器的部分缺点,其发展十分迅速。为了进一步推动换流器技术在高压直流输电系统中的改进研究和应用,针对传统晶闸管换流器、每极2组12脉动换流器、电容换相换流器以及电压源换流器等适合于高压直流输电的换流器,在详细介绍这些换流器的拓扑结构、基本工作原理、控制策略的基础上,对其技术特点和应用领域进行了评述。研究结果表明:长距离大容量高压直流输电仍然适合采用传统晶闸管换流器;电压源换流器在HVDC中有广泛的应用前景,是未来高压直流输电技术的重要发展方向。     

现代高压直流输电技术

现代交流输电电压越来越高,电网不断扩大,发电侧和用户侧的电力设备容量越来越大,因而电力系统保证稳定运行。提高抗扰能力、防止系统瓦解就成为头等大事。 直流输电（包括传统的或现代的方式）在线路上没有无功损耗不存在系统稳定性问题,它的这种长处只有通过高电压大容量的电力电子换流装置才有可能实现。１９５４年,瑞典通过长９６公里的海底电缆输送１５０千伏、３００００千瓦的直流功率,被列为世界上第一条高压直流输电（ＨＶＤＣ）线路。稍后,又有很多直流输电工程投入运行,例如：１９６１年英法海峡线,电压±１００千伏,…     

高压直流三极输电系统的建模与仿真

高压直流三极输电作为一种新的输电方式可以有效提高交流输出线路的容量。文中首先介绍了高压直流三极输电的工作原理,设计了功率平衡控制器使功率保持恒定。基于PSCAD/EMTDC软件平台,建立了高压直流三极输电系统仿真模型,针对系统的稳态运行特性进行了分析,详细阐述了由暂态故障引起的单个换流站紧急停运以及直流线路发生瞬时性和永久性接地故障时的控制保护策略,当发生故障时,将系统切换为双极直流输电,可以保证系统继续稳定运行。仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性,表明高压直流三极输电是一种适用于交流线路增容改造的可行方案。     

一种基于模块化多电平换流器的三极直流输电系统

现有三极直流输电系统基于晶闸管换流器,存在一些与传统直流输电系统相似的固有缺陷。文中提出了一种改进系统:极3采用基于全桥子模块的模块化多电平换流器,极1和极2采用基于钳位双子模块的模块化多电平换流器。同时,提出了三极直流协调控制策略,并且为了抑制过渡阶段的暂态过电压,减小接地电流和功率波动,还提出了电压反向控制、电流维零控制和功率协调控制。采用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明利用所提控制策略,三极直流输电系统能够获得较好的响应特性,在维持电容电压平衡的同时,能够抑制交直流间功率扰动和接地极电流波动。     

轻型高压直流输电技术在风电传输中的应用

风能作为一种绿色、清洁的可再生能源,将在取代传统一次能源、调整能源结构和环境保护中发挥重要的作用.在介绍轻型高压直流输电技术基本原理的基础上,将其与传统的交流传输技术作比较,详细说明了电压源换流技术在风力发电并网上的重大创新及直流输电电缆的巨大优势,表明了轻型高压直流输电技术在风电传输领域的广阔应用前景.     

基于突变电流积聚量的高压直流输电线路伪同步差动保护新原理

为解决现有高压直流线路电流差动保护动作延时长(秒级)的问题,提出基于突变电流积聚量的伪同步差动保护新原理.分析两端电流在区内外故障时的突变特征,提出突变电流积聚量以有效捕捉电流突变方向,利用两端突变电流积聚量分别构造动作电流和制动电流,提出全新原理的直流差动保护,并通过伪同步算法进一步缩短保护动作时间.此外,比较两端电...     

2014年国际大电网会议学术动态系列报道高压直流输电和电力电子技术

介绍了2014年国际大电网委员会(CIGRE)高压直流输电和电力电子技术专委会(SC B4)的主要专题和论文,涉及的技术领域包括:高压直流输电技术的发展;灵活交流输电(FACTS)装置研发及技术发展;电力电子技术在可再生能源并网领域的应用;高压直流输电工程应用中的一些典型问题等。     

800 kV高压直流输电应用技术和开发

目前,在全世界现有的高压直流输电方案中,最高电压水平限于500～600kV之间。因此,在超高压直流输电站主要设备的设计中,须对稳态和暂态电压应力增加所产生的影响加以审慎研究。文章重点论述了拟定的关键超高压直流输电设备和系统的具体设计。还对最新的高压直流输电设备技术及其在超高压直流输电系统中的应用进行了详细说明和讨论,并列举了一些研发项目的实例。     

一种新型的高压直流输电技术——MMC-HVDC

介绍了模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)的基本结构、工作原理和技术特点,比较了MMC-HVDC相对于电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)的优势;对MMC-HVDC目前在国内外的研究进展和工程应用情况进行了回顾,分析了MMC-HVDC技术的不足之处和未来发展中可能的重点方向,包括主电路拓扑的相关问题研究、系统设计、故障保护、接地、谐波和损耗等,指出目前研究所采用的MMC-HVDC分析模型精度较低;因自身拓扑限制,目前成熟的VSC-HVDC控制方法无法直接用于MMC-HVDC;MMC-HVDC拥有较强的故障保护能力,当前研究着重于故障仿真分析,亟待探讨适合工程应用的保护策略;由于直流侧无需安装高压电容器组,MMC-HVDC接地实现困难;由于MMC-HVDC子模块数较多,采用较低的开关频率可得到较好的输出电压波形,使得系统损耗大幅降低;最后探讨了适合我国国情的MMC-HVDC工程实践。     

具备故障阻断能力的柔性直流输电DC/DC变换器

高压大容量DC/DC变换器作为未来直流电网中的关键设备,近年来成了国内外关注的热点。文中通过将晶闸管和半桥子模块进行有机组合,提出了一种混合式DC/DC变换器拓扑,通过闭锁子模块和晶闸管实现高低压侧短路故障阻断功能,且具有成本低、效率高的优点。对该拓扑结构的工作原理、故障保护机制、控制策略、参数设计和经济性等方面进行了分析论证。最后,搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该拓扑和控制策略的可行性。     

龙-政高压直流输电触发控制

触发控制是换流器触发控制系统中最复杂和最重要的部分.介绍了换流站触发控制功能的组成部分和各组成部分的功能.     

并联换流器直流输电中换流器区故障分析及处理策略

并联换流器直流输电是实现超大容量输送电能的方式之一,其要求单换流器内故障不影响到非故障换流器的正常运行。在详细分析并联换流器直流输电整流站和逆变站单个换流器区各种位置接地等故障的故障特征基础上,提出了保护动作后请求整流站换流器移相的处理策略,在有效隔离故障换流器的基础上,保持并联的非故障换流器继续运行;另外作为整流站因故无法完成换流器移相的后备,建议调整直流线路低电压保护动作延时定值为50ms。逆变站交流系统故障时,存在双换流器均发生换相失败、分担故障电流的情况,换流器过流小于直流系统参数相近的常规并联型多端直流输电系统的同类情况。     

高压直流输电线路对通信明线影响的仿真研究

如何评价高压直流输电线路直流谐波对附近通信明线的影响,对确保通信线路正常、安全运行,以及直流输电工程的建设有着十分重要的意义.根据强电线路对弱电线路的耦合影响理论,高压直流输电线路对通信明线的影响分为危险影响和干扰影响两部分,本文介绍了高压直流输电线路对通信明线影响的原理及计算分类,以及目前国内主要的高压直流输电线路对通信明线影响的限值,并对不同参数变化下的静电感应电压和杂音电动势变化情况进行了仿真,得出了结论,为直流工程设计提供了一些参考.最后给出了具体模型进行了计算.