直流输电技术发展及其应用ppt课件.ppt

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1、直流输电技术发展及其应用中国电力科学研究院2007年10月一、直流输电技术的发展历程100多年前已采用原始的直流输电方式（1）由于未能解决电压变换等关键技术，被交流输电取代（2）当时已提出交流发电---转换为直流输电---逆变为交流的概念。但大容量可控电力阀尚未问世，无法实现。2、采用汞弧阀的直流输电技术(1)20世纪50年代汞弧阀问世，为直流输电技术的商业性运营提供了技术条件。(2)1954年建成世界上第一个直流输电工程：瑞典哥特兰岛海底电缆直流输电工程。3、采用固态晶闸管（可控硅）的直流输电技术(1)20世纪70年代，汞弧阀被固态晶闸

2、管代替。(2)直流输电工程的经济性和可靠性得到很大提高。(3)直流输电工程呈逐年增长趋势，到1990年：已有43个HVDC工程投入营业运行，总容量31200MW。计及正在建设和计划中的HVDC工程，共62个。4、直流输电技术的新进展进入20世纪90年代，直流输电技术进一步得到提升，直流输电技术又有新的进展，其主要目的如下：改善直流输电运行特性大幅度简化设备减少换流站占地降低造价4、直流输电技术的新进展（1）基于常规晶闸管换流器技术的改进（CCC）简称CCC（电容器换相换流器），即在换流变压器与换流器间串入电容器和MOV的并联支路，将交流电

3、压与电容电压叠加，共同作用于换流阀。4、直流输电技术的新进展CCC（电容器换相换流器)主要优点是：引入电容器换相电压，大大减少换相失败的可能性，增加逆变器运行的动态稳定性。不需要采用大量无功补偿装置，减少并联电容器组数。甩负荷过电压和阀侧短路电流降低。低次谐波谐振的可能性降低。换流站占地减少。4、直流输电技术的新进展CCC（电容器换相换流器)主要缺点如下：在换相故障时，如果电容器持续充电到过电压水平，换流器会失去自恢复能力。除了需要加MOV对电容器进行保护外，还要求换流阀工作稳定和能够承受大的电压跃变，并应配备高性能的滤波器。会增大直流侧

4、的谐波。4、直流输电技术的新进展（2）采用新型电力电子器件（GTO）的自换相换流器主要优点是：在换流母线电压很低时，仍能继续工作，大大降低换相失败的可能性。换流站占地仅为传统换流站的一半，因为无功补偿设备可以减少很多。考虑交直流系统故障时换流器元件的电流和电压设计系数大大降低目前正处于研发阶段。在日本中央电力研究所建有该换流器的模型。4、直流输电技术的新进展（3）采用新型全控型电力电子器件IGBT的全可控型换流器其特点是开关频率高、损耗小。主要优点如下：可以对有功和无功功率进行精确控制。无需外部交流网提供换相电压，不会发生换相失败。可以很

5、好地解决换流器谐波问题。大大减少无功补偿设备容量和换流站占地面积。在瑞典和美国等国家已有工程实例，但目前阶段主要为小容量短距离轻型直流输电和背靠背联网工程，有待于进一步发展和成熟。5、采用直流输电新技术的工程目前处于发展阶段，主要为小容量短距离轻型直流输电和背靠背联网工程，工程实例如下：1997年3月，瑞典Hellsjon，世界第一条采用新型换流阀的试验线路：±10kV,3MW,10km。1998年5月，瑞典Gotland，世界第一条商业营运的轻型直流输电线路，50MW,70km。1999年，澳大利亚Directlink工程，当时世界上最

6、大的轻型直流输电工程，180MW，65km。2000年6月，美国和墨西哥边界EaglePass，世界上第一个采用新型直流输电技术的背靠背换流站，36MW，±15.9kV。5、采用直流输电新技术的工程2000年8月，丹麦Tjæreborg示范工程，7.2MW，±9kV，4.3km长，将位于Tjæreborg的风力发电站与交流主网相联。2002年4月，澳大利亚Murraylink工程，200MW，±150kV，180km，建设目的是使南部电网与Victoria州电网互联。该工程将是世界上最长的地下电缆输电项目。2002年5月，美国Cross-

7、Sound联络工程，330MW，±150kV，40km长，建设目的是通过海底电缆使位于NewMavend的Connecticut电网与纽约长岛电网联网。6、直流输电控制保护系统的新进展目前已广泛采用的控制保护系统为：硬件采用模块集成和软件采用功能块编程的多处理器系统与一次系统的信息交换采用光纤换流站内设备信息交换采用网络站间通讯采用光纤信息已实现GPS定时2）控制保护系统正向全面微机化、智能化和小型化发展，并更加安全可靠二、国际上直流输电达到的水平1.国外目前的水平(1)最高直流电压：±600kV，巴西伊泰普HVDC工程±750kV，前苏

8、联埃基巴斯图兹—欧洲中部（已停建）(2)最大输送容量巴西伊泰普630万千瓦（2条±600kV线路）(3)最长直流架空线路2400km前苏联埃基巴斯图兹—欧洲中部（已停建）(4)最长海底电缆24