直流输电的运行和控制研究.doc

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1、直流输电的运行和控制研究　　摘要：随着我国电力网络规模的增速发展，电力建设层次不断提升，而在电力各项技术应用中，直流输电技术则是最为主要的供电技术方式，被广泛应用到电力传输的各个环节。在传统直流输电技术中，多是使用半控型半导体材料晶闸管电流源换流器，往往会出现供电中断的一系列问题，影响了供电效果，增加了电力企业经济负担，使用过程的缺陷，严重制约了电力扩大发展，而轻型直流输电技术主要是利用全控型半导体材料绝缘栅双极晶体管电压源换流器，这种设备大大提高了技术含量，不但在体积上变小，而且还能自由控制线路有功功率和无功功率比例关系。文章主要就轻型直流输电技术运行进行介绍，进

2、一步提出可行的控制措施与方法，以此全面提高技术应用效果，保证电力良好稳定供应。　　关键词：直流输电；运行和控制；电压源换流器　　目前，我国直流输电线路还依然使用高压输电的基本控制方式，主要使用的是晶闸管技术和移相换流器技术，这两项技术支撑电力运行，也是当前使用频率非常高的应用技术，在电力的大功率和远距离传输过程中，起到重要的作用。但是，晶闸管有其自身的缺陷，在电力供应过程中，因为自身存在问题，往往会造成换相时电量损耗较大的问题，同时，使用这项技术接线复杂，占地面积较大，个别线路存在谐波电流，整体功率性能指标并不高，体现不出快捷与方便。在这种情况下，为了保证电力供应的

3、稳定性，避免出现不稳定现象，克服直流输电问题，出现了轻型直流输电技术，技术一经面世则得到了广泛好评，当前已经是最为普遍的应用技术。　　1轻型直流输电技术特点　　1.1自由控制功率　　通过这种设备运行，可以大大降低事故率，同时还能自由控制线路中有功功率和无功功率指标，使各项指标趋于稳定运行的状态，同时，还能根据系统功能特点，设置功率因数，使不同部位的功率调节功能全面增强。　　1.2独立控制　　在强大信息技术支撑下，与计算机联网，实现了整流和逆变站之间的信息交换，而不像传统技术那样，在不断的进行通信数据交换与备份，这种技术独立性强，可以使每个站功能形成独立控制，保证供电

4、的安全性。　　1.3系统不需添加无功补偿装置　　采用先进的脉宽调制技术，在运行过程中，只需交流侧添加体积较小的高通滤波器，就可以实现功能补偿。在技术的推动下，技术还在不断发展过程中，当前，已经完全实现了不需要滤波器辅助就能进行补偿的良好效果。系统直流侧配置电容可以形成有效的滤波，全面有效降低系统谐波分量，且能够在短时间内实现对电能大量的存储，使系统振荡得到了有效的抑制，保证了系统安全性。　　1.4适合恶劣环境工作　　线路设置上，也改用了新型直流电缆，这种线路有较高的强度，同时还方便施工，掩埋起来较安全，在恶劣的环境中能够正常工作，适用深海环境线路的铺设作业，满足不同

5、环境、不同气候、不同地质的需求。　　1.5采用模块化的设计　　这种设备集成性强，体积小，不占用更多的地方，同时使用起来也安装方便，便于维护与保养，运行过程中，没有噪声，不污染环境，放射波对人体的危害不大。整体来看，特别适用新能源发电直流输电和向无源交流网络供电，应用领域较广泛。　　2轻型直流输电控制系统结构和原理　　2.1控制系统的结构　　可以说，电压、电流和功率是直流输电系统最为重要的几项参数，不论哪种情况，都会对参数产生影响，如果系统在运行中，供电负荷出现小的变化、电压呈现不稳定波动，则会扰动参数出现微妙变化，影响供电的稳定可行，要想实现安全供电，稳定供电，则需

6、要在直流输电系统中做好动态设计，使系统运行更加科学，要通过有效的控制，对动态响应特性进行分析与预防，形成完善的控制策略，使结构组更加合理。在设计过程中，需要把握好几个单元的概念：一是测量显示单元的设计，实现对系统电气、机械和热量等参数信息实时进行测量、记录和显示等，这样才能保护系统良好运行。二是设计脉冲产生单元，对脉冲输出功能做控制。三是保�o单元的设置，通过对系统的良好保护，实现系统换流桥，防止系统工作过程中出现意外事故，避免出现设备受损。四是程序控制单元的设计，主要作用是在上述三个单元功能协调运行基础上，保证工况发生变化的时候，能够快速反应，实现对换流阀的良好控

7、制，保护系统安全运行。　　2.2控制系统的原理　　轻型直流输电技术最关键的部件是电压源换流器，输电线路接受端和发送端都是这种设备，先进的电压源换流器，能够保证电力供应安全，两个换流器结构是一样的，属于两电平六脉动型设置，直流侧主要是对线路电压进行控制，换流器对线路滤波起到良好控制，交流滤波器则实现对交流侧谐波滤除。轻型直流滤波技术主要是脉宽调制技术，将给定的正弦波和三角载波做比较，以决定线路中每个桥臂开关的通断时间。当线路中的直流侧电压恒定时，脉宽调制中的正弦信号和三角载波幅值的比值控制在0～1的范围内，且电压源换流器中的有功功率和无功功率取决于其输出电压的相位