功率控制和频率控制

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1、6.7功率控制和频率控制高压直流输电系统中作为基本的受控参数是直流线路电流和直流线路电压。通常，前者通过整流站的定电流控制而得到调节；后者则利用定熄弧角控制来维持直流线路电压。由于直流输电线路需要按计划输送一定的功率，如果直流输电只设计定电流控制，那么在两侧交流系统电压波动不大时，基本上能满足定功率输送的要求。如果两侧交流系统电压波动较大时，则必须装设定功率控制来满足要求。一、定功率调节器的工作原理定功率调节器可分为具有乘法器和具有除法器的两种方式，分别如图6.10(a）和（b）所示，下面简单分析具有乘法器的定功率调节器的原理框图。具有乘法器

2、的定功率调节器的原理框图二、频率控制高压直流输电系统不但能实现定电流和定功率调节，而且还可以利用直流线路功率便于快速控制的特点，来承担或参与交流系统的频率调节，以改善交流系统的供电质量。在一个定功率控制环中，假如没有频率控制，直流输电系统有时会无法稳定运行。例如，在逆变侧交流系统部分负荷被甩掉后，若直流输电系统仍按定功率方式运行，此时，送到逆变侧的功率将会引起该侧交流系统频率的上升。同样，若输送的功率超过整流侧交流系统能够输送的功率，则将使整流侧交流系统进入停止状态。为此，当采用定功率控制时，应该引入频率控制以改善运行的稳定性。由于高压直流换

3、流装置对交流系统频率没有固有的响应能力，因此，必须人为地把交流系统频率引入换流装置，才能进行频率控制。通常，设计的功率-频率调节器在正常运行时，定功率调节器的工作是为满足额定功率传输。但是，如果交流系统频率偏差超过整定值时，则频率控制参与作用，改变传输功率的大小，以援助故障的交流系统。相当于对交流系统起阻尼作用，而增加的频率控制元件数量少，万一交流系统一部分瓦解时，也可以阻止该交流系统频率发生大幅度的升降。此外，如果直流输电系统的额定传输功率和它所连接的一端交流系统中的发电机容量相对为1/2到1/3时，则直流输电要分担该系统的调频任务，甚至承

4、担全部的频率调节。实现频率调节的原理方框图和定功率调节器相似，也是以定电流调节器为基础，引入频率调节的信号来改变电流的指令值，通过对直流输送功率（电流）的调节，达到频率调节的目的。图6.10(b）中虚线框部分即为功率一频率调节器中增加的频率控制部分。6.8控制系统的实际应用在高压直流输电系统中，实际应用的控制方式并不是某一种，而是几种基本方式的组合，它们各自担负着不同的控制调节任务而又相互配合，即使在整流器或逆变器中也不是仅仅单一地采用某一种控制方式。一、联合控制特性1．整流站的控制特性整流站的控制特性通常由三种基本控制特性组成，即:定α角控

5、制特性定电流控制特性定熄弧角控制特性图6.11换流站的控制特性2．逆变站的控制特性逆变站的控制特性也是由三种基本控制特性组成：定熄弧角控制特性定电流控制特性定α角控制特性3．整流站、逆变站的联合控制电流裕度法：为了避免两端电流调节器同时工作引起的调节不稳定，逆变侧电流调节器的定值比整流侧小0.1p.u，这就是电流裕度。稳态和暂态都必须保持电流裕度，否则直流系统就会崩溃。电流裕度法的控制特性