高压直流输电总结

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1、高压直流输电总结一、高压直流输电概述：1.高压直流输电概念：高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路，由将交流电变换为直流电的整流器、高压直流输电线路及将直流电变换为交流电的逆变器三部分组成。注意：高压输电好处是在输送相同的视在功率S的前提下，高压输电能够降低输电线路流过的电流，减少线路损耗，提高输送效率（,）。2.高压直流输电的特点：（1）换流器控制复杂，造价高；（2）直流输电线路造价低，输电距离越远越经济；（3）没有交流输电系统的功角稳定问题；（4）适合海底电缆（海岛供电、海上风电）和城市地下电缆输电；（5）能够非同

2、步（同频不同相位，或不同频）连接两个交流电网，且不增加短路容量；（6）传输功率的可控性强，可有效支援交流系统；（7）换流器大量消耗无功，且产生谐波；（8）双极不对称大地回线运行时存在直流偏磁问题和电化学腐蚀问题；（9）不能向无源系统供电，构成多端直流系统困难。3.对直流输电的基本要求：（1）能够灵活控制输送的（直流）电功率（大小可调；一般情况下，应能够正反双向传送电功率（功率方向可变）；（2）维持直流线路电压在额定值附近；（1）尽可能降低对交流系统的谐波污染；（2）尽可能少地吸收交流系统中的无功功率；（3）尽可能降低流入大地的电流。

3、注意：大地电流的不利影响包括①不同接地点之间存在电位差，形成电解池，造成电化学腐蚀；②变压器接地中性点流过直流电流，造成变压器直流偏磁，使变压器噪声增加、损耗加大、振动加剧。1.高压直流输电的适用范围：答：1.远距离大功率输电;2.海底电缆送电;3.不同频率或同频率非周期运行的交流系统之间的联络;4.用地下电缆向大城市供电;5.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;6.配合新能源供电。一、高压直流输电系统的基本构成：2.双端直流输电的基本构成：（1）单极大地回线（相对于大地只有一个正极或者负极）：图2-1（2）单极

4、金属回线：图2-2（3）双极大地回线（最常用）：图2-3（4）双极单端接地（很少用）：图2-4（5）双极金属回线（较少用）：图2-5（6）并联式背靠背：图2-6（7）串联式背靠背：图2-71.多端直流输电的基本构成：（1）三端并联型；图2-8（2）三端串联型；图2-9注意：这里的“双端”、“多端”指的是所接换流站的个数（交流电网接入点的个数），而不是换流器的个数。2.多端直流输电的特点：（1）可以经济地连接多个交流系统；（2）因缺少大容量直流断路器，无法切除输电线路的短路故障，因而限制了它的发展。一、换流技术复习：3.三相全控整流电

5、路原理图：图3-1（1）大电感负载（符合直流输电工程实际）；（2）交流输入电压的相序与晶闸管触发顺序的关系（135462）；（3）阀的组成、静态均压（电阻分压）和动态均压（电容分压）原理与电路；（4）均压系数（）、电压裕度系数（）；（5）阀串联元件数的确定；（6）电压变化率限制和电流变化率限制。图3-21.三相全控桥的波形图：（详见电力电子书P152、P153、P160）2.三相全控桥计算公式:（1）直流输出电压的理想计算公式:(1.1)（为线电压）（2）考虑交流侧电抗的直流输出电压的计算公式（缺口面积是始于α的面积与始于α+γ的面

6、积之差的一半，缺口面积=）:(1.2)（3）阀电流有效值：(1.3)（4）交流侧线电流有效值的计算公式:(1.4)3.三相全控桥的外特性（全控桥外特性：直流输出电压Ud与直流输出电流Id间的函数关系）：（1）逆变器外特性：a)方程：(1.5)b)曲线：端电压Ud随输出负载电流Id的增加而下倾的直线；（以定α表示）图3-3（2）整流器外特性：a)方程：i.用控制角α表示：(1.6)i.用逆变角β表示（α=180°-β代入上式）：(1.7)ii.用熄弧角δ表示（δ=β-γ，γ是换相角）：(1.8)（）(1.9)（）图3-4理想定β的面积

7、比理想定δ小2个缺口面积:a)曲线：i.用逆变角β表示：上翘直线（负值面积随电流增大），端口电压的绝对值随直流电流的增加而增加（正内阻）；ii.用熄弧角δ表示：下倾直线（负值面积随电流减小），端口电压的绝对值随直流电流的增加而下降（负内阻）；图3-5逆变器外特性曲线（以定β和定δ表示）1.三相全控桥的等值电路：（1）整流器等值电路:图3-6整流器等值电路(1.10)a)内电势，内阻为正的可调电压源；b)端口电压随输出电流增大而减小。（2）逆变器等值电路：图3-7逆变器等值电路a)用β表示的等值电路，端口电压随电流增大而增大（正内阻）

8、；b)用δ表示等值电路，端口电压随电流增大而减小（负内阻）。（3）双端直流输电系统的等值电路:图3-8直流系统等值电路图1.双端直流输电系统工作点：（1）工作点的确定：通常将线路电阻RL纳入逆变器侧，则用β表示的外特性曲线因正值内阻增