高压直流输电技术发展与应用前景

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1、第21卷第9期电力自动化设备Vol.21No.92001年9月ElectricPowerAutomationEguipmentSep.2001!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!高压直流输电技术发展与应用前景杨勇（浙江省电力试验研究所，浙江杭州310014）摘要：综述了近年来高压直流输电技术的发展。由于新型电力电子元器件、电压型换流器、工作更可靠的接线方式及有源滤波器和新型直流电缆等的应用，使得高压直流输电技术除了在传统的远距离输电和大电网联网中进一步扩

2、大了应用份额以外，在实现电力市场化运行、加强环保和充分利用可再生能源、解决城市供电需求等方面必将发挥更大的作用。关键词：高压直流输电；发展；应用中图分类号：TM721.1文献标识码：A文章编号：1006-6047（2001）09-0058-03自从1954年，世界上第一条100kV，20MW，光信号通过光纤直接触发晶闸管。这种晶闸管的触95km的海底电缆直流输电工程在瑞典投入运行以发放大、保护监测等已与主管合为一体，取消了门极来，高压直流输电技术HVDC的商业化运行已有近的外加电子单元，大大简化了控制阀电路。具有这［1］，随着科学技术的不断进

3、步，电力电子种自保护功能的直接触发晶闸管已实用化，试验装50a的历史技术、计算机技术、光纤技术和新材料技术的发展，置正在运行中。促进了HVDC技术不断改进和提高，使之更趋成熟，1.2串联电容器换相技术在电力发展中的应用将更为广泛。传统的HVDC换流器在工作时要从交流电网吸收大量的无功功率，约占直流输送功率的40!~1HVDC技术的发展60!，因此需要大量无功补偿设备，同时要求受端交1.1大容量和直接触发式晶闸管的应用流系统有足够的容量，否则易产生换相失败。为了直流输电的关键设备换流器最初使用水银汞弧克服这些问题，正在研究一些新的电路接线方式，

4、其阀，在20世纪70年代开始就逐步被晶闸管所替代。中之一就是串联电容器换相电路（见图2）。在换流早期的晶闸管是用空气冷却，80年代后采用水冷变压器和换流器之间接入一个固定电容器，研究表却，大大减少了控制阀的几何尺寸，使换流器的结构［3］明，这种串联电容器换相电路能进一步提高换流更为紧凑。随着电力电子技术的发展，晶闸管承受器的转换效率，减少换流器的无功消耗，有效减少因电压和电流的能力不断增强，控制阀中使用的晶闸受端交流系统扰动引起换相失败的可能性，提高管数量不断减少。1985年英—法直流联网工程中，HVDC运行的稳定性。如果与有源滤波器相结合，

5、2个!56mm直径的晶闸管并联后电流为1850A，甚至可以取消大型并联补偿装置。这是串联电容器要用125个晶闸管串联才能够承受额定电压，每极换相技术的最大应用潜力之一。500MW用了3000个组件。而在1997年印度的Chandrapur直流背靠背互联工程中，用单个!100mm电流触发光触发晶闸管额定电流就达2450A，反向承受电压6kV，换A流DC最大持续电流4000A。54个晶闸管串联成一个阀，系统AC器每极500MW仅用了648个组件，比12年前减少了光纤系统近75!。但这并不是目前晶闸管制造的极限水平。BBF现在!150mm晶闸管反向

6、承受电压已超过8kV，可A为门极触发放大器；AC滤过器B为光脉冲控制发生器。以预期，控制阀中串并联晶闸管的数量将会进一步图1晶闸管常规触发与图2串联电容换相减少，使换流器成本进一步降低。直接触发电路比较换流器示意图晶闸管技术的另一个突出发展是出现了直接触Fig.1CircuitcomparisonofelectricFig.2Seriescapacitors［2］andlighttriggeringforSCRcompensatedconverters发晶闸管。普通晶闸管需较大的触发功率，在门1.3电压源换流器极设有触发脉冲放大和保护、监测的

7、电子单元，并需传统的换流器中晶闸管触发后，只能在电流过要有抽取能量的电路。光脉冲控制发生器处于地电零点才能自然关闭，而且二端交流系统必须是有源位，由光纤与处于高电位的晶闸管绝缘。由于这个的，这使HVDC的控制和应用受到了一定的限制。电子单元处于高电位，运行维护都极为不便（见图1而新型的电压源换流器（VSC—VoltageSourced所示）。在采用了直接触发晶闸管后，脉冲信号可用Converters）使用大功率门极可关断晶闸管，可自由地收稿日期：2001-01-18控制电流的导通或关断，从而使HVDC换流器具有第9期杨勇：高压直流输电技术发展

8、与应用前景59!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!更大的控制自由度［4］。