柔性直流输电在城市电网中的应用

《柔性直流输电在城市电网中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第38卷云南电力技术Vol

2、38No．42010年8月YUNNANELECTRICPOWERAug．2010柔性直流输电在城市电网中的应用张林山杨晴崔玉峰王骏(云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院，云南昆明650217)摘要：柔性直流技术的出现为城市高压电网的构建及微电网接入大电网提拱了新的技术手段和解决方案，因此研究柔性直流技术在城市电网中的应用具有重要意义。文中介绍了柔性直流输电的基本原理、技术特点和应用领域，综述了柔性直流输电的国内外研究及应用动态，探讨了柔性直流输电在城市电网中的应用前景。关键词：柔性直流高压直流输电城市电网电压源换流器中图分类号：TM73文献标识码

3、：B文章编号：1006—7345(2010)04-0031-041前言统HVDC输电技术进行了不断的改进，但这些改进措施均不能从根本上解决传统HVDC输电系统电力传输经历了直流、交流和交直流混合输的不足。电三个阶段。早期的输电工程是从直流输电系统开始的，但是由于不能直接给直流电升压，使得2O世纪9O年代以后，随着电力电子技术的发展，特别是具有可关断能力的新型半导体器件输电距离受到较大的限制，不能满足输送容量增的出现，如绝缘栅双极晶体管(IGBT)、门极可长和输电距离增加的要求。l9世纪80年代末发关断晶闸管(GT0)等，这些新型全控型器件取明了三相交流发电机和变压器，交流输电就普遍

4、代传统半控型晶闸管应用于HVDC中，从而促进地代替了直流输电，并得到迅速发展，逐渐形成了HVDC输电技术的重大变革。1997年，世界上现代交流电网的雏形。大功率换流器的研究成功，第一个采用IGBT组成的电压源型换流器的柔性为高压直流输电突破了技术上的障碍。直流输电直流输电(HVDCFlexible)试验工程在瑞典投入相比交流输电在某些方面具有一定优势，自从20运行，标志着直流输电技术开始了新的发展。随世纪50年代联接哥特兰岛与瑞典大陆之间的世界着全控型功率器件的发展及其性能的不断改善，第一条高压直流输电(HVDC)线路建成以来，基于电压源(VSC)换流技术的高压直流输电HVDC在很

5、多工程实践中得到了广泛的应用，如(HVDC)的工程应用越来越多。从其技术特点和远距离大功率输电、海底电缆输电、两个交流系实际工程的运行来看，很适合应用于可再生能源统之间的非同步联络等等。并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供当前，HVDC技术有了较大的提高，在降低电、异步交流电网互联等领域。损耗、控制和保护技术等方面取得了进步。但是HVDC在应用中，在技术上没有发生根本性的变2柔性直流输电技术概述化，采用的是基于晶阐管器件的自然换相技术，2．1基本原理仍然存在着一些固有的缺陷：受端网络必须是一轻型直流输电技术是20世纪9O年代开始发个有源系统，不能向无源系统供电；在向短路容展的

6、一种新型直流输电技术，核心是采用以全控量不足的系统供电时易发生换相失败；换流器本型器件(如GTO和IGBT等)组成的电压源换流身为一谐波源，需要配置专门的滤波装置，增加器(VSC)进行换流。这种换流器功能强、体积了设备投资和占地而使费用相对较高；同时，运小，可减少换流站的设备、简化换流站的结构，行过程中吸收较多的无功功率等。尽管人们对传故称之为轻型直流输电，其系统原理如图1所示。收稿日期：2010—06—253l2010年第4期云南电力技术第38卷交流系统1交流系统2桥臂开关。伴随上下桥臂开关的交替导通与关断，VSC交流出口电压UAo将产生幅值为正负Ud／2的脉冲序列，ud为VSC

7、的直流侧电压。该脉冲序列中的基频电压分量UAol与调制参考波相位一致，幅值为Ud／2。因此从调制参考波与出口电压基频分量的关系上看，VSC可视为无相位偏移、增益为Ud／2的线性放大器。由于调制参考波的幅值与相位可通过PWM的脉宽调制比M(VSC交流输出基圈1柔性直流输电系统原理示意图频相电压幅值与直流电压的比值)以及移相角8实其中两个电压源换流器VSC1和VSC2分别用现调节，因此VSC交流输出电压基频分量的幅值作整流器和逆变器，主要部件包括全控换流桥、直与相位亦可通过这两个变量进行调节。这样，采用流侧电容器；全控换流桥的每个桥臂均由多个绝缘SPWM技术的VSC可以同时独立地控制调

8、制比M栅双极晶体管IGBT或门极可关断晶体管GTO等可和移相角8两个物理量。关断器件组成，可以满足一定技术条件下的容量需求；直流侧电容为换流器提供电压支撑，直流电压5l-¨‘AAAAAAI的稳定是整个换流器可靠工作的保证；交流侧换流变压器和换流电抗器起到VSC与交流系统间能量交换纽带和滤波作用；交流侧滤波器的作用是滤除yy／V、，。yVVVrr交流侧谐波。由于柔性直流输电一般采用地下或海‰底电缆，对周围环境产生的影响很小。：一＼lI．／／假设换流电抗器是无损耗的，在忽