高压直流输电无功补偿的研究开题报告

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1、华北电力大学毕业设计（论文）开题报告题目：高压直流输电无功补偿的研究学生姓名：周呈学号：1091180601所在院系：电气与电子工程学院专业班级：电气0906指导教师：文俊职称：教授2013年4月12日一、选题背景和意义我国幅员辽阔，发电能源的分布和用电负荷的分布又极不平衡。江浙等东部沿海地区及广东地区经济比较发达，电力负荷分布比较密集，对能源需求较高，而能源却极为匮乏；西部地区经济比较落后，用电需求和负荷较低，对能源需求较小，而能源却比较丰富。我国的这一客观现实决定了我国跨区域电力大规模流动的必然性。随着人口的不断增加，国民经济的快速增长，土地资源越发的匮乏和宝贵，电力的发展和建设越来

2、越受到走廊资源和站址资源的限制。我国的这一国情决定了建设和发展高压直流输电（HVDC）具有重大的经济意义和技术创新意义[1]。直流输电与交流输电相比有以下优点：首先，线路造价低，节省电缆费用。其次，运行电能损耗小，传输节能效果显著[8]。适宜于海下输电。除了经济性，直流输电的技术性也可圈可点。能限制系统的短路电流。直流输电系统的稳定性较强。直流输电调节速度快，运行可靠。在正常情况下能保证稳定输出，在事故情况下可实现紧急支援，因为直流输电可通过晶闸管换流器快速调整功率、实现潮流翻转。此外，直流输电线路无电容充电电流，直流线路无电容充电电流，电压分布平稳，负载大小不发生电压异常不需并联电抗[

3、2]。直流输电适用于以下场合：远距离大功率输电；海底电缆送电；不同频率或同频率非同期运行的交流系统之间的联络；用地下电缆向大城市供电；交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；配合新能源的输电[4]。高压直流输电能够实现跨区域大电网连接，在交流输电系统中，所有连接在电力系统中的同步发电机必须保持同步运行。如果两个交流系统采用直流输电连接，由于直流线路中没有电抗，所以不存在上述的稳定问题，也就是说直流输电不受输电距离的限制[6]。随着高压直流输电技术的日益成熟以及输电设备的研发日益加快，保证了高压直流输电的高效，稳定的运行，高压直流输电在远距离大功率输电及跨区域大电网连接方面

4、显示出极大的优越性[3]。在高压直流输电工程中，采用普通晶闸管换流阀进行换流的高压直流输电换流站，一般采用电网电源的换相技术，这种方法的特点是换流器在运行时需要从电网中吸收大量的无功功率[7]。换流站的整流侧和逆变侧从交流系统中吸收的无功功率是和换流站和交流系统交换的有功功率成正比的，整流装置吸取的无功功率约为有功的30%～50%，逆变装置吸取的无功功率约为有功的40%～60%[5]。无功功率对电网的影响：无功功率会导致用电设备的容量增加，无功功率的增加，会导致电流增加，增加视在功率，从而导致变压器，发电机，及导线等其它电气设备的容量增加。这样的话，控制设备和测量仪表的规格尺寸等方面都要

5、改变。由于无功功率的增加，线路和设备的总电流会增加，因此设备和线路的损耗也会增加。无功功率还会使变压器和线路的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，电压还会产生剧烈波动，从而恶化电能质量。由于无功功率的控制不当会对电网产生不可估量的损失，我们应对高压直流输电这种对无功功率需求较大的设备进行无功补偿[11]。对于换流站，它所需要的无功功率不能过于依赖它所接入交流系统来提供，而且换流站和所接入的交流系统不能有太多的无功功率交换。因为当换流站从交流系统中吸取或输出大量无功功率时，会导致无功功率损失，同时换流站的交流电压会大幅增加。因此，要根据换流站的无功功率特性装设合适的无功补偿设备[10]，

6、以保证高压直流输电系统安全稳定运行[9]。二、国内外研究现状1.针对高压直流输电的研究现状1928年，有栅极控制能力的汞弧阀研制成功，让高压直流输电成为现实。高压直流输电首先被应用于海底电缆输电。早期的直流输电工程有1954年瑞典的哥特兰岛工程和1967年意大利的撒丁岛工程。然后，高压直流输电被应用于长距离输电。到2006年止，全世界已投入运行的直流输电工程有80多个。其中，汞弧阀直流输电工程有11个，全部为直流输电发展前25年的成果。其余的均为晶闸管直流输电工程。在所有的直流输电工程中，背靠背工程约占28个，占所有工程的三分之一，其余的三分之二为长距离直流输电[12]。我国从20世纪5

7、0年代开始从事直流输电的研究，从80年代末以来我国高压直流输电技术的研究和发展取得了突飞猛进的提高，已建成并投入运行的有10个高压直流输电工程，我国计划在2020年前投运的直流输电工程将超过30个。为实现“西电东送”的战略规划，我国正在推进±660kV，±800kV,±1000kV特高压直流输电工程，我国已建成了世界第一的±800kV特高压直流输电工程的建设[13]。2.针对换流站无功补偿及限制的现状目前世界上已投运的直流工程中换流