高压直流输电情况总结
高压直流输电技术现状及发展前景
高压直流输电技术现状及发展前景一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和电网互联的深化发展,高压直流输电技术(HVDC)已成为现代电力系统的重要组成部分。
本文旨在全面概述高压直流输电技术的现状,包括其基本原理、关键设备、应用领域以及面临的挑战,并展望其未来的发展前景。
我们将深入探讨HVDC 技术的最新进展,包括新型拓扑结构、控制策略、设备制造技术等方面的创新,并分析这些创新如何推动HVDC技术在全球范围内的广泛应用。
我们还将讨论HVDC技术在可再生能源接入、电网互联、城市电网建设等领域的应用潜力,以及面临的挑战和解决方案。
通过本文的阐述,我们期望为读者提供一个全面而深入的了解高压直流输电技术的现状和发展前景的视角,为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
二、高压直流输电技术现状高压直流输电(HVDC)技术自20世纪50年代诞生以来,经过几十年的发展,已经成为现代电力系统的重要组成部分。
当前,HVDC技术正处在一个快速发展的阶段,其在全球范围内的应用越来越广泛,技术性能也日益成熟和先进。
在技术上,现代高压直流输电系统已经实现了高度的自动化和智能化。
通过采用先进的控制系统和保护装置,HVDC系统能够实现快速响应和精确控制,确保电力系统的稳定运行。
同时,随着电力电子技术的飞速发展,HVDC系统的换流技术也在不断升级,从最初的汞弧阀换流器发展到现在的晶闸管换流器,再到未来的可关断晶闸管换流器,这些技术的进步极大地提高了HVDC系统的效率和可靠性。
在应用上,高压直流输电技术已经广泛应用于长距离大功率输电、跨海输电、异步联网等多个领域。
特别是在可再生能源的开发和利用中,HVDC技术发挥着不可替代的作用。
例如,在风能、太阳能等可再生能源丰富的地区,通过建设HVDC系统将电能输送到需求侧,可以有效地解决可再生能源的接入和消纳问题,推动可再生能源的大规模开发和利用。
然而,尽管高压直流输电技术取得了显著的进步和广泛的应用,但仍面临着一些挑战和问题。
高压直流输电
第2篇高压直流输电高压直流输电工程自1954年在瑞典Gotland投入工业化运行以来,至今经历了汞弧阀换流和晶闸管换流时期,目前世界上已有60多项直流输电工程投入运行,在远距离大容量输电、海底电缆和地下电缆输电以及电力系统联网工程中得到了较大的发展。
特别是在20世纪80年代以后,大功率电力电子技术及微机控制技术等高科技的发展,进一步促进了直流输电技术的应用与发展。
比较明显的是,背靠背非同步联网和多端直流输电工程以及采用新型半导体器件的轻型直流输电工程,近年来发展很快。
到20世纪末已有26项背靠背和2项多端直流输电工程投入运行,另外还有2项直流工程具有多端直流输电的运行性能。
到2000年已有5项轻型直流输电工程投入运行。
高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优点,它将在我国西电东送和全国联网工程中起到重要的作用。
到2005年我国已有8项高压直流输电工程相继投入运行。
本篇主要从直流输电换流技术、控制系统和保护装置、换流站主接线及主要设备、直流输电接地极、过电压及绝缘配合等方面,总结归纳了国内外高压直流输电工程的建设和运行经验。
第6章直流输电概论6.1 直流输电的发展6.1.1 国外直流输电的发展电力技术的发展是从直流电开始的,早期的直流输电是直接从直流电源送往直流负荷,不需要经过换流,如1882年在德国建成的2kV 、1.5kW 、57km向慕尼黑国际展览会的送电工程;1889年在法国用直流发电机串联而得到高电压,从毛梯埃斯(Mouties)到里昂(Lyon)的125kV、20MW、230km的直流输电工程等。
随着三相交流发电机、感应电动机和变压器的迅速发展,发电和用电领域很快被交流电所取代。
由于变压器可方便地改变交流电压,从而使交流输电和交流电网得到迅速的发展,并很快占据了统治地位。
但是直流还有交流所不能取代之处,如远距离电缆送电、不同频率电网之间的联网等。
采用直流输电,必须要解决换流问题。
高压直流输电技术
高压直流输电技术电力是现代社会不可或缺的基础设施,而高压直流输电技术则是电力传输领域的一项重要技术。
相比传统的交流输电技术,高压直流输电技术具有更高的传输效率、更远的传输距离和更小的电力损耗,因此在长距离、大容量电力传输方面具有广阔的应用前景。
高压直流输电技术的核心是直流电压的稳定性和控制能力。
通过采用特殊的变压器和换流器,将交流电转换为直流电,在输电线路上稳定地传输。
与交流输电相比,直流输电不受频率限制,能够有效降低电力损耗和电磁干扰,提高电力传输效率。
同时,直流输电技术还能够实现电力系统的互联互通,提高电力系统的稳定性和可靠性。
在高压直流输电技术中,特高压直流输电技术(Ultra High Voltage Direct Current, UHVDC)是一项具有重大突破的技术。
特高压直流输电系统的电压等级达到800千伏以上,能够实现远距离、大容量的电力传输。
这项技术的应用不仅能够满足远距离电力传输的需求,还能够解决电力资源分布不均的问题,实现跨区域电力调度和优化利用。
特高压直流输电技术在电力工程中的应用有着广泛的前景。
首先,特高压直流输电技术能够有效降低电力损耗,提高能源利用效率。
在长距离电力传输中,交流输电存在较大的电力损耗,而特高压直流输电技术能够减少输电线路上的电阻损耗和电感损耗,提高电力传输效率。
其次,特高压直流输电技术能够实现电力系统的互联互通,提高电力系统的稳定性和可靠性。
通过特高压直流输电技术,不同地区的电力系统可以相互补充和支持,实现电力资源的共享和优化利用。
再次,特高压直流输电技术能够解决电力资源分布不均的问题。
在我国,北方地区的煤炭资源丰富,而南方地区的电力需求较大,通过特高压直流输电技术,可以将北方地区的电力资源输送到南方地区,实现能源的优化配置和利用。
然而,特高压直流输电技术在实际应用中还面临一些挑战。
首先,特高压直流输电技术的设备成本较高,需要大量的投资。
其次,特高压直流输电技术的设备制造和运维要求高,需要具备专业的技术和人才支持。
高压直流输电
向失败,因而它更无法向无源网络供电。
针对这些缺陷,目前主要有两种解决方案:
一是在换流器主电路中增加辅助器件来提高晶闸管的换向可靠性 和补偿换流器的无功损耗。电容换向换流装置 (Capacitor Commutated Converters,简称CCC)就属于这种情况。换向电容
器提供一个能减小熄弧角的附加换向电压,从而减小无功消耗
我国正在规划中的直流输电工程
北部与中部电网联网工程,已通过项目可行性初审 华北—华中联网,先交流联网再过渡到直流背靠背 山东—华东联网,建议用背靠背 四川—西北联网,拟用直流 金沙江向家坝、溪洛渡水电站外送华东、华中工程,规划用直流 (可能±600或±750)
பைடு நூலகம்
云南小湾电站送广东,用直流
会使金属发生腐蚀
四、新的直流输电技术
传统的采用晶闸管的HVDC虽是一门成熟的技术,但仍存在一些不 足之处。如因晶闸管为半控元件,它只能控制阀的开通而不能控
制阀的自然关断,关断必须借助交流母线电压的过零使阀电流减
少到阀的维持电流以下才能使阀自然关断。而由于开通滞后角和 熄弧角的存在及波形的非正弦,传统的直流输电要吸收大量的无 功功率,也就需要大量的无功补偿及滤波设备。另外,传统HVDC 需要受端交流网络提供换向电流,若受端网络较弱则容易发生换
4.换流器过载能力低
其过载能力仅为额定容量的10~25%
5.送电方式单一
6.在某些运行方式下,对地下或海底物产生腐蚀和电磁 干扰
如直流输电在单极以大地为回路的方式运行时,电流将沿大地返 回,在返回的途中电流总是趋向于沿阻抗低的导体流动,如金属
管道、电(光)缆金属护套等等。而电流在地中金属导体中的流动
2024年输电技术总结
2024年输电技术总结2024年,作为能源领域的重要组成部分,输电技术在全球范围内取得了显著的突破和发展。
本文将对2024年输电技术的进展进行总结,主要包括以下几个方面:智能化输电技术、超高压直流输电技术、接触线无线输电技术、电力电缆技术和可再生能源输电技术。
首先,智能化输电技术在2024年取得了显著的进展。
智能化输电技术结合了人工智能、大数据分析和物联网等先进技术,实现了对输电系统的实时监测、故障预警和智能维护。
通过对输电线路、变电站和设备的监测和分析,智能化输电技术能够有效提高输电系统的可靠性和安全性,并提供准确的故障诊断和维修建议。
其次,超高压直流输电技术在2024年得到了广泛应用和推广。
超高压直流输电技术相比传统的交流输电技术具有更低的能量损耗、更远的输电距离和更高的输电能力。
在2024年,超高压直流输电技术在大规模远距离输电项目中被广泛采用,如海上风电、跨国互联输电等。
超高压直流输电技术的应用大大提高了能源的有效利用率和能源供应的稳定性。
接下来是接触线无线输电技术的突破。
接触线无线输电技术采用了电磁感应原理,通过输电线圈之间的电磁耦合来进行能量传输。
相比传统的接触线输电技术,接触线无线输电技术能够有效减少输电线路的安装成本和维护成本,并且可以避免接触线故障引发的安全隐患。
在2024年,个别城市开始实施接触线无线输电技术试点项目,进一步考验了该技术的可行性和稳定性。
此外,电力电缆技术在2024年得到了进一步的提升。
电力电缆作为一种可靠、经济、安全的输电方式,在输电系统中发挥着重要的作用。
在2024年,电力电缆技术在输电能力和传输效率上取得了显著提升。
新型材料和结构设计的应用使得电力电缆的输电容量得到了大幅度的提升,同时电力电缆的故障率也大大降低。
最后是可再生能源输电技术的发展。
随着可再生能源的快速发展和应用,输电技术也在不断适应和完善。
在2024年,可再生能源输电技术主要集中在风电和太阳能发电领域。
我国特高压直流输电技术的现状
我国特高压直流输电技术的现状1 引言特高压输电技术是指在 500kV 以及 750kV 交流和±500kV 直流之上采用更高一级电压等级的输电技术,包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技术两部分。
我国地域辽阔,发电能源和用电负荷的分布又极不均衡。
华东、华南沿后,用电水平和需求低,而能源资源丰富。
以水力资源为例,全国水电技术可开发容量约540GW,其中22%分布在四川,20%在西藏,19%在云南。
这一客观现实决定了我国电力跨区域大规模流动的必然性。
同时,随着经济的发展,土地资源越发匮乏和宝贵,电网发展与建设受到走廊资源、站址资源的制约越发明显。
±800kV特高压直流不仅输送容量大、损耗小、送电距离远,而且可以节约宝贵的输电走廊资源,提高输电通道走廊的利用率。
特别是对于受端电网,换流站站址、接地极与接地线线路走廊的选择非常困难,±800kV特高压直流输电方案不仅降低了工程实施的难度,而且更重要的是符合国家可持续发展战略要求。
因此特高压直流输电技术是我国电力跨区域大规模输送的必然选择。
“十一五”云南至广东±800kV特高压直流输电工程已于2006年12月开工建设,“十一五”至“十三五”期间规划建设的特高压直流输电工程还有7-9个。
目前,特高压直流输电技术在全世界都还没有成熟的应用经验,在可行性研究阶段不仅需要对电磁环境影响、绝缘配合和外绝缘特性等关键技术进行研究,而且还需要结合特高压的特点对输电方案拟定、换流站站址及接地极极址选择、线路路径选择以及系统方案比较等主要技术原则进行充分论证,才能为项目业主和政府主管部门提供可靠的决策依据。
2 特高压直流输电现状20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程,输送距离为2400km,电压等级为±750kV,输电容量为 6GW;巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术,第一期工程已于 1984 年完成,1990 年竣工,运行正常;19881994 年为了开发亚马逊河的水力资源,巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作,后因工程停止而终止了研究工作。
特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景
近年来,特高压直流输电技术取得了丰硕的研究成果。在理论成果方面,研 究者们针对特高压直流输电系统的运行特性、稳定性分析、优化控制等方面进行 了深入探讨,提出了一系列新的理论和方法。在应用实践方面,特高压直流输电 技术已经在国内外多条电力工程中得到了广泛应用,如中国的三峡工程、巴西的 美丽山二期工程等,取得了良好的运行效果和社会效益。
特高压直流输电技术现状及在我国 的应用前景
目录
01 一、特高压直流输电 技术现状
02
二、特高压直流输电 技术特点
03
三、特高压直流输电 技术应用前景
04 四、特高压直流输电 技术在我国的应用
05 五、结论
06 参考内容
随着全球能源结构的调整和电力市场的不断发展,特高压直流输电技术成为 了电力行业的重要研究方向。特高压直流输电具有输电距离远、容量大、损耗低 等特点,对于实现能源资源的优化配置和能源供应的安全性、可靠性具有重要意 义。本次演示将介绍特高压直流输电技术的现状及在我国的应用前景。
二、特高压直流输电技术特点
特高压直流输电技术具有以下特点:
1、输电距离远:特高压直流输电的电压等级较高,一般为1000kV及以上, 使得电能能够远距离传输,大大扩展了电力系统的覆盖范围。
2、容量大:特高压直流输电工程的输送容量较大,一般在1000万至2000万 千瓦之间,甚至更高,使得大规模能源资源的优化配置成为可能。
1、能源传输:特高压直流输电技术的远距离输送特点使得不同地区的能源 资源能够得到优化配置。例如,可将中西部地区的丰富能源通过特高压直流输电 线路输送到东部地区,满足东部地区经济社会发展的紧急救援:在自然灾害或其他紧急情况下,特高压直流输电技术可以迅 速恢复受灾地区的电力供应。例如,通过特高压直流输电线路向受灾地区输送电 力资源,保障灾区人民的基本生活需求和应急救援工作的正常进行。
高压直流输电与交流柔性输电总结
5、直流输电应用在哪些场合? 地下或水下电缆; 远距离大容量输电; 交流系统的联网; 在上联电力系统中控制潮流;轻型直流输电。 6、直流输电存在哪些问题? 1) 晶闸管换流器换流时消耗大量功率,每个换流站均 需装配无功补偿设备, 2) 直流输电利用大地(海水)为回路带来了技术问题 (腐蚀问题、变压器饱和问题) 3) 直流断路器无电流流过零点,灭弧问题难以解决 4) 换流器对交流侧来说,除了是一个负荷或电源以外, 还是一个谐波电流源,所以为保证换流站交流导线 电压畸变率在允许范围内,必须装设平波电抗器和 直流滤波器, 5) 换流站运行维护复杂,对运行人员的要求较高, 7、直流输电系统中,逆变器相失败的原因有哪些?
8、换流变压器与普通变压器相比有何特点?如何选择 容量和电抗? 1) 具有较大,哦,我漏电抗(限制过大的短路电流, 损坏换流阀)而且 3 项漏抗平衡度要求高(减少非 特征谐波) 3.直流输电双机系统按构成方式,分为哪 3 类,各有什 2) 需要更高的绝缘裕度(换流变压器阀侧供组和套管 么特点? 是在交流电压和直流电压共同作用下,工作的) 双极两端中性点接地方式 3) 增波问题,换流变压器在运行中会流过特征谐波和 利用正负 2 极导线和两端换流站正负 2 极相连构成直流 非特征谐波 侧的闭环回路,保留了单极系统的大地或海水回流方式, 4) 有载调压范围宽, (补偿换流器变压器交流侧电压 节省一根导线的优点。正常运行时回路电路不平衡电流 变化) 数值不大,大大减轻了大地或海水做回流电路所引起的 5) 直流偏磁严重(交直流线路耦合、换流阀触发角不 金属设施的腐蚀问题,当任意极发生故障,在故障隔离 平衡,接地极电位升高等原因导致,换流变压器侧 后,健全极可以用大地或海水作为回流电路,保持输送 和网侧供组中有直流) 一半的电力。 , 6) 实验复杂(除型式试验和侧行实验外还要进行直流 两极端中性点接地方式, 方面的实验) 不以大地或海水做回流电路, ,避免了金属设施腐蚀问 9、平波电抗器的作用有哪些?平波电抗器感量选用原 题,但其中一级发生故障时,迫使健全极短暂停止送电 则是什么? 双极中性线方式 1) 抑制直流电压的谐波分量,减小对临近高频通道的 利用 3 根导线构成直流侧回路,两换流站中性点之间用 干扰 导线连接,做中性线,并一端接地。中性线不仅避免了 2) 直流电流小时保证电流不间断,防止过电压, 以大地或海水作为回流电路所带来的腐蚀问题,而且允 3) 直流线路短路或逆变器换相失败时,以致故障电流 许单机运行, 上升率,降低故障电流的幅值 4.何谓直线输电交流输电的等价距离?它与哪些因素有 4) 已知线路电容和换流站电流端容性设备通过换流 关? 阀的放电电流,防止由直流线路或直流开关站所产 等价距离:旨在输送功率相同和可靠性相当的条件下, 生的陡波冲击进入阀厅 直流输电方式与交流输电方式相比,当输电距离达到一 5) 调整直流测电路串联谐振频率,使之避开基波和 2 定长度时,直流线路节省的那部分不建设费用,刚好补 次谐波频率 偿直流交换站比交流变电站增加的那部分费用, ,即交 电感量选用原则: 流输电与两端设备的总费用相等。这个距离就称为等价 ①限制故障电流的上升率;②平抑直流电流的级器的 等价距离与交流和直流输电线路的造价,交流变电站和, 参数,统筹考虑,并进行费用的优化;⑤避免与直流滤 直流换流站的造价等一系列经济指标有关。 波器,直流线路,中性点电容器,换流变压器等在 50、
特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景
特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景一、本文概述随着全球能源互联网的构建和我国能源结构的转型,特高压直流输电技术作为一种高效、远距离的电力传输方式,在我国能源战略中扮演着越来越重要的角色。
本文旨在全面概述特高压直流输电技术的现状,包括其技术原理、发展历程、主要优势及存在的问题,并深入分析该技术在我国的应用前景。
我们将探讨特高压直流输电在解决能源分布不均、优化能源结构、提高能源利用效率以及推动新能源发展等方面的应用潜力,以期为我国能源互联网的建设和可持续发展提供有益的参考。
二、特高压直流输电技术的现状特高压直流输电技术是目前全球范围内最为先进的输电技术之一,其在全球范围内的研究和应用日益广泛。
在我国,特高压直流输电技术的发展更是取得了举世瞩目的成就。
目前,我国已经建成了多条特高压直流输电线路,包括±800千伏、±1100千伏等多个电压等级,总输电容量和输电距离均处于世界领先地位。
技术成熟度高:经过多年的研究和实践,特高压直流输电技术已经形成了完整的技术体系和成熟的技术路线,为我国电力工业的发展提供了强大的技术支持。
设备国产化率高:我国在特高压直流输电设备的研发和生产方面已经取得了重要突破,国产化率不断提升,有效降低了建设和运维成本,提高了电网的安全性和稳定性。
运行经验丰富:我国特高压直流输电线路已经稳定运行多年,积累了丰富的运行经验。
通过对运行过程中出现的各种问题和故障进行及时的分析和处理,不断完善和优化输电系统的运行策略,确保了电网的安全稳定运行。
应用范围广泛:特高压直流输电技术的应用范围涵盖了远距离大容量输电、跨区电网互联、新能源接入等多个领域,为我国能源结构的优化和电力市场的开放提供了有力支撑。
特高压直流输电技术在我国已经取得了显著的进展和成果,为我国电力工业的发展注入了强大的动力。
未来,随着新能源的快速发展和电力市场的逐步开放,特高压直流输电技术将在我国发挥更加重要的作用。
高压直流输电的发展现状及趋势
高压直流输电的发展现状及趋势
高压直流输电(High Voltage Direct Current Transmission, HVDC)是一种将电能以直流形式传输的技术,相对于传统的
交流输电,具有较低的电能损耗和较远的传输距离等优势。
近年来,高压直流输电技术在发展和应用方面取得了显著进展。
在发展方面,高压直流输电技术的可靠性和效率得到了不断提升。
通过改进电子器件、提高直流转换效率以及优化系统控制技术等手段,高压直流输电系统的能耗和故障率得到了降低。
目前,高压直流输电技术已经广泛应用于大型跨国跨区域的电力传输项目,如我国的长江三峡-上海±800千伏特高压直流输
电工程。
另外,高压直流输电技术还在与其他新兴技术的融合中不断发展。
例如,将高压直流输电技术与可再生能源(如风能、太阳能)相结合,可以实现远程大规模可再生能源的传输和利用。
同时,高压直流输电技术还可以与电能存储技术(如蓄电池、超级电容器)相结合,构建灵活的电力系统,提高能源利用效率。
未来,高压直流输电技术将继续发展并趋向成熟。
一方面,随着可再生能源的快速发展和普及,对于长距离大容量电力传输的需求将不断增加,高压直流输电将成为主要的电力传输方式。
另一方面,随着电动汽车、数据中心等领域对电力质量和电能传输稳定性要求的提高,高压直流输电技术将得到更广泛的应用。
高压直流输电技术在发展中不断突破和成熟,在跨区域大容量电力传输、可再生能源利用等方面具有潜力和广阔的应用前景。
随着技术的不断创新和完善,高压直流输电技术将在未来发展中发挥更大的作用。
我国特高压交直流输电工程发展现状和成就
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高压直流输电优点
高压直流输电优点高压直流输电(HVDC,High-Voltage Direct Current)是一种广泛应用于电力传输的技术。
相较于交流输电,直流输电具有一些显著的优点。
以下是高压直流输电的主要优点详细分析:1.传输效率高:在相同的电压下,直流电的电阻损耗比交流电小得多。
此外,由于直流电不存在频率转换问题,因此不会因频率转换导致额外的功率损失。
2.稳定性高:直流输电的稳定性优于交流输电。
没有相位差和频率漂移等问题,这使得直流输电在长距离传输时能够保持更高的电能质量。
3.对负载变化响应快:直流输电系统对负载变化响应更快,因为直流电不存在频率和相位调整问题。
这使得直流输电在应对突发负载变化时具有更高的性能。
4.可实现多路输电:对于交流系统,如果要从不同的源头向多个目的地输电,需要使用额外的变压器和转换器。
但对于直流系统,只需增加更多的传输线路即可实现多路输电,这大大简化了输电系统的设计和操作。
5.兼容不同频率的系统:由于直流电不存在频率问题,因此高压直流输电系统可以轻松地与其他不同频率的系统进行连接。
这为跨国电力传输提供了可能,使电力网络更加互联互通。
6.环保:在同等传输功率下,直流输电线路的电磁辐射和电场强度都要低于交流线路。
此外,直流输电没有无功功率消耗,因此不会产生额外的碳排放,是一种更为环保的输电方式。
7.经济性:虽然直流输电系统的初次建设成本可能较高,但由于其高效率、低能耗、稳定性高等特点,长期运营成本和总投资通常低于交流输电系统。
8.易于扩展:对于高压直流输电系统,增加传输容量相对简单。
只需要在现有的传输线路上增加额外的传输设备即可,而不需要改变现有系统的基本结构。
9.无需无功补偿:直流输电不需要进行无功补偿,因为其不存在感性或容性负荷。
这减少了为交流系统提供无功支持所需的设备和投资。
10.适用于可再生能源:高压直流输电是可再生能源(如太阳能和风能)传输的重要工具。
这些能源产生的电力往往是间歇性的,且波动性较大。
随笔之十二-高压直流输电系统
随笔之十二-高压直流输电系统严同· 1 个月前直流输电是我个人比较偏好的一种输电方式了,试作总结一二,主要是高压直流输电(HVDC)。
一、高压直流输电概述高压直流输电:将三相交流电通过换流站整流变成直流电,然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。
高压直流输电原理图如下:•换流器(整流或逆变):将交流电转换成直流电或将直流电转换成交流电的设备。
•换流变压器:向换流器提供适当等级的不接地三相电压源设备。
•平波电抗器:减小注入直流系统的谐波,减小换相失败的几率,防止轻载时直流电流间断,限制直流短路电流峰值。
•滤波器:减小注入交、直流系统谐波的设备。
•无功补偿设备:提供换流器所需要的无功功率,减小换流器与系统的无功交换。
高压直流输电对比交流输电:1)技术性•功率传输特性。
交流为了满足稳定问题,常需采用串补、静补等措施,有时甚至不得不提高输电电压。
将增加很多电气设备,代价昂贵。
直流输电没有相位和功角,无需考虑稳定问题,这是直流输电的重要特点,也是它的一大优势。
•线路故障时的自防护能力。
交流线路单相接地后,其消除过程一般约0.4~0.8秒,加上重合闸时间,约0.6~1秒恢复。
直流线路单极接地,整流、逆变两侧晶闸管阀立即闭锁,电压降为零,迫使直流电流降到零,故障电弧熄灭不存在电流无法过零的困难,直流线路单极故障的恢复时间一般在0.2~0.35秒。
•过负荷能力。
交流输电线路具有较高的持续运行能力,其最大输送容量往往受稳定极限控制。
直流线路也有一定的过负荷能力,受制约的往往是换流站。
通常分2小时过负荷能力、10秒钟过负荷能力和固有过负荷能力等。
前两者上直流工程分别为10%和25%,后者视环境温度而异。
就过负荷而言,交流有更大灵活性,直流如果需要更大过负荷能力,则在设备选型时要预先考虑,此时需增加投资。
•潮流和功率控制。
交流输电取决于网络参数、发电机与负荷的运行方式,值班人员需要进行调度,但又难于控制,直流输电则可全自动控制。
高压直流输电技术的现状与发展
高压直流输电技术的现状与发展近年来,随着社会的不断发展,电气化水平越来越高,能源的需求量也不断增加。
而高压直流输电技术在能源传输领域中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨高压直流输电技术的现状与发展,以期为大家带来更全面的了解。
一、高压直流输电技术的现状高压直流输电技术是指利用变流器将交流电转换为直流电,通过特殊的高压直流输电线路进行输电的技术。
相比较于传统的交流输电技术,它具有传输距离远、电能损失小、线路占地面积小等优点。
因此,在碳减排和能源保障等方面具有重要而广阔的应用前景。
目前,世界上已经有多个国家和地区采用了高压直流输电技术。
欧洲、北美、亚洲及澳大利亚等地区都拥有大型的高压直流输电工程。
比如,韩国的“KSGC”工程、英国的“Nemo Link”工程、中国的“西电东送”工程以及巴西的“北环亚地区国际直流输电工程”等。
众所周知,电力输送距离越远,损耗也就越大。
因此,通过高压直流输电技术,可以解决远距离输电时的问题,在能源传输领域中具有不可替代的作用。
二、高压直流输电技术的发展趋势高压直流输电技术目前面临的挑战包括电压水平的提高、设备效率的提升、输电距离的增加以及设备占地面积的压缩等方面。
因此,近年来,高压直流输电技术的发展趋势主要集中在以下几个方面:1. 提高电压水平电压水平的提高可以在保持输电容量不变的前提下,降低输电线路的损耗。
近年来,不断有新的材料和技术的应用,使高压直流输电的电压水平不断提高。
在全球范围内,已经有1100kV、1200kV级别的高压直流输电线路运行,未来将有更高压级的线路投入使用,打破电压水平的瓶颈。
2. 提高设备效率不断提高高压直流输电变流器的转换效率是发展的必然趋势。
目前,高压直流输电变流器效率已经超过了98%,而且还有望进一步提高。
效率的提高可以更好地降低设备运行成本,使高压直流输电技术更加具有可持续的发展前景。
3. 增加输电距离高压直流输电技术面临的最大困难之一是输电距离的限制。
2024年输电技术总结(2篇)
2024年输电技术总结随着科技的不断进步和社会的快速发展,输电技术作为能源领域的重要一环,也在不断创新和改进。
____年,我们迎来了一个崭新的输电技术时代,本文将对____年的输电技术进行总结和展望。
一、智能电网技术的发展智能电网技术被广泛应用于____年的输电系统中。
通过将信息技术与电力系统相结合,实现了对电网中各个部分的监控、控制和优化。
智能电网技术以其高效、灵活和可靠的特点,显著提高了电网的稳定性和可靠性。
1. 智能输电线路监测和故障检测系统的应用:利用先进的传感技术和物联网技术,在输电线路上安装监测节点,实时监测电流、电压和温度等参数,可以准确检测到线路故障,并快速采取措施进行修复,大大缩短了故障恢复时间。
2. 智能电网调度和优化系统的发展:通过建立高效的调度和优化算法,实现电力系统的最优运行,提高了电网的供电能力,减少了能源浪费,优化了能源结构。
3. 能量储存技术的应用:随着新能源的不断发展和普及,电力系统中的能量储存问题变得越来越重要。
____年,能量储存技术取得了重大突破,各种新型储能设备得到了广泛应用,如电池、超级电容器、储氢技术等,有效解决了电力系统的能量储存问题。
二、新能源输电技术的突破随着全球对可再生能源的需求不断增加,新能源输电技术也取得了重要突破。
____年,新能源发电量在全球范围内持续增长,不仅提供了更多的清洁能源,也对输电技术提出了新的挑战。
1. 柔性直流输电技术的应用:柔性直流输电技术以其高效和可靠的特点,成为了新能源输电的主要方式。
在柔性直流输电系统中,通过采用先进的换流技术和中继站,可以实现远距离、大规模的电力输送,有效解决了新能源输电距离长、电压波动大等问题。
2. 微电网技术的发展:由于新能源发电具有分散、不稳定的特点,微电网技术在新能源输电中发挥了重要作用。
____年,通过建设和发展微电网系统,可以将新能源发电和传统能源发电有机地结合在一起,实现能源的高效利用和灵活调配。
2024年重要的输电技术总结
2024年重要的输电技术总结2024年,随着电力需求的不断增长和能源转型的加速推进,输电技术在能源领域中扮演着至关重要的角色。
在这篇文章中,我们将总结2024年重要的输电技术,并对其发展趋势和影响进行深入讨论。
一、超高压直流输电技术超高压直流(UHVDC)输电技术被认为是目前最先进的输电技术之一,其具有高电压、大容量、低损耗等优势。
2024年,UHVDC 技术将会持续发展和应用,并在全球范围内得到广泛推广。
预计在2024年,UHVDC项目的建设将进一步扩大,包括中国、印度、欧洲等地区均有多个UHVDC项目在规划和建设中。
UHVDC技术的快速发展主要受益于其能够实现远距离、大容量的高效输电。
通过采用高压、大容量的直流电进行输电,UHVDC技术能够有效降低传输损耗,并且可以跨越长距离传输电力。
此外,UHVDC技术还具备较高的稳定性和可靠性,能够满足不同地区对电力的需求。
二、智能电网技术智能电网技术是输电技术领域的另一个重要发展方向。
随着电力需求的增长和能源供应的多样化,智能电网技术的应用将逐渐扩展。
2024年,智能电网技术将继续发展,实现对电力系统的智能化管理和控制。
智能电网技术采用先进的通信、计算和控制技术,实现电力系统的高度自动化和智能化。
通过对电力系统中的各个环节进行管理和优化,智能电网技术能够提高电网的效率、可靠性和安全性。
此外,智能电网技术还可以实现对可再生能源的接入和管理,推动清洁能源的大规模应用。
三、柔性直流输电技术柔性直流(VSC)输电技术是近年来快速发展的一种新型输电技术。
相比传统的交流输电技术,VSC技术具有更高的灵活性和适应性。
在2024年,VSC技术有望继续发展,并扩大其在电力系统中的应用。
VSC技术通过采用现代功率电子设备和控制算法,实现对直流电输电过程中的电压、电流和频率等参数的精确控制和调节。
这使得电力系统可以更好地适应电力负荷的变化和电力系统的不稳定性。
此外,VSC技术还具有较高的灵活性,能够实现直流与交流之间的无缝互联,为电力系统的运行和管理提供更多的选择。
高压直流输电的现状和前景
高压直流输电的现状和前景作者 Peter(一)高压直流输电技术的兴起与发展1‧高压直流输电技术的兴起直流输电(也称HVDC)的发展历史到现在已有百余年了﹐在输电技术发展初期曾发挥作用﹐但到了20世纪初﹐由于直流电机串接运行复杂﹐而高电压大容量直流电机存在换向困难等技术问题﹐使直流输电在技术和经济上都不能与交流输电相竞争﹐因此进展缓慢。
20世纪50年代后﹐电力需求日益增长﹐远距离大容量输电线路不断增加﹐电网扩大﹐交流输电受到同步执行稳定性的限制﹐在一定条件下的技术经济比较结果表明﹐采用直流输电更为合理﹐且比交流输电有较好的经济效益和优越的执行特性﹐因而直流输电重新被人们所重视并得到急速发展。
近20年来﹐随着电力电子技术的发展﹐高压直流输电迅速发展。
自1972年加拿大建成世界上第一座可控硅换流站以来﹐可控硅技术不断进步﹐容量增大﹐可靠性提高﹐价格逐渐降低﹐直流输电更趋成熟﹐已成为电力传输的一种重要方式。
特别是光纤和计算机等新技术的发展﹐使直流输电系统的控制﹑调节与保护更趋完善﹐进一步提高了直流输电系统执行的可靠性。
2‧高压直流输电技术的优点及缺点(1)直流输电技术的优点直流输电与交流输电相比﹐有以下优点﹕直流输电具有大容量输送的能力﹐能够充分发挥规模输电优势。
如采用4000安晶闸管换流阀﹐±800千伏特高压直流输电能力可达640万千瓦﹐是±500千伏﹑300万千瓦高压直流输电方案的2.1倍﹐是±620千伏﹑380万千瓦高压直流输电方案的1.7倍。
输送功率的大小和方向可以快速控制和调节﹔直流输电系统的投入不会增加原有电力系统的短路电流容量﹐也不受系统稳定极限的限制﹔直流输电一般采用双极中性点接地方式﹐直流线路仅需两根导线﹐三相交流线路则需三根导线﹐但两者输送的功率几乎相等﹐因此可减轻杆塔的荷重﹐减少线路走廊的宽度和占地面积。
在输送相同功率和距离的条件下﹐直流架空线路的投资一般为交流架空线路投资的三分之二。
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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;(3)尽可能降低对交流系统的谐波污染;(4)尽可能少地吸收交流系统中的无功功率;(5)尽可能降低流入大地的电流。
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。
4.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。
二、高压直流输电系统的基本构成:1.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- 72.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。
3.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。
三、换流技术复习:1.三相全控整流电路原理图: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- 22.三相全控桥的波形图:(详见电力电子书P152、P153、P160)3.三相全控桥计算公式:(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)4.三相全控桥的外特性(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)ii.用逆变角β表示(α=180 °-β代入上式):(1.7)iii.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的面积比理想定δ小2个缺口面积:b)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)5.三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);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6.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加而上翘更多,用δ表示的外特性曲线因负值内阻减小而使下倾减缓或微上翘。
由直流输电系统等值电路可见,两侧电路工作时,应该具有相同电流和端口电压,表现在曲线上,就是两侧换流器的外特性曲线的交点,这就是工作点。
图3- 9双端直流系统工作点的确定(两条线交点)(2)工作点稳定性判据:采用小扰动法在工作点加上一点小扰动看看系统能不能回到原来的稳定点。
(结论:整流侧外特性曲线的斜率小于逆变侧外特性曲线的斜率,系统可以稳定运行。
)7.双桥换流器(电力电子那个十二脉波)(整流器和逆变器结构相同):(1)电路图:两个三相全控桥串联;图3- 10(2)交流输入电压:两个三相交流输入电压的相位互差30°(频率相同,幅值相同);(3)触发顺序:1-1-2-2-3-3-4-4-5-5-6-6;(4)直流输出电压瞬时值波形和纹波频率:每工频基波含12个均匀波头;(5)直流输出平均电压:等于两个全控桥直流输出平均电压之和;(6)双桥换流器的优点:a)在晶闸管元件耐压能力和串联数不变的条件下,双桥输出电压是单桥的两倍;采用桥串联代替元件串联;b)直流输出电压的谐波幅值比单桥更小,谐波频率更高,因而更易于滤除;c)交流公共母线的电流谐波比单桥更小,最低次谐波次数更高;d)当双桥中发生任一桥故障时,可以将故障桥隔离(短接),另一正常单桥仍可继续工作;(1)逆变器实现逆变的条件:a)外接直流电源,其极性必须与晶闸管的导通方向一致;b)外接交流系统,其在直流侧产生的整流电压平均值应小于直流电源电压;c)晶闸管的触发角α应在的范围内连续可调。
四、换流器的谐波分析:1.谐波的危害:(1)对铁磁设备的影响。
谐波造成额外的铁耗导致发热、振动和噪声,降低了设备出力、效率及寿命;(2)对旋转电机的影响:谐波造成转矩脉动,转速不稳;(3)对电力电容器的影响:谐波可能引起谐振过电压;(4)对电力系统测控的影响:谐波使测量误差增加,可能导致控制失灵,保护误动;(5)3次谐波电流过大可能使中性线过流;(6)谐波叠加在基波上,使电气应力增加,对各种电气设备尤其是电容器的绝缘造成威胁;(7)谐波对通信线路造成干扰。
2.谐波分析的数学工具:傅里叶级数。
3.谐波分析的基本假设:(1)交流电源为三相对称标准正弦波电压源;(2)三相交流电路各相阻抗参数相等;(3)换流器采用60°等间隔触发;(4)直流电流恒定(水平无纹波);(5)不考虑换相角的影响;在上述基本假设条件下,分析得出的谐波,称之为“特征谐波”。
4.谐波分析的基本步骤:(1)写出尽可能简洁的周期函数表达式f(x);(2)计算傅立叶级数的系数an和bn;(3)写出与周期函数f(x)等价的傅立叶级数表达式;(4)分析f(x)的傅立叶级数构成成分,得出有用结论。
5.谐波分析内容:(1)直流输出电压的特征谐波分析:a)谐波频率:等于6n(n=1,2,3,…)倍工频基波频率;b)谐波幅值是控制角α的函数:α=0°和α=180°幅值最小,α=90°幅值最大;HVDC运行时,整流侧α=12°~15°,逆变侧定δ运行;c)谐波幅值随谐波次数的增加而减小;d)n=0时的直流分量就等于直流电压平均值。
(2)交流线电流的特征谐波分析:a)YY接线变压器一次电流特征谐波分析:除基波外只剩有5、7、11、13、……次等6k±1次谐波。
b)YD接线变压器一次电流特征谐波分析:(波形相同,幅值比YY接线大倍)除基波外只剩有5、7、11、13、……次等6k±1次谐波。
(3)双桥换流器直流侧电压特征谐波分析(根据假设直流电流无纹波,故只分析直流电压):12k±1次谐波。
五、换流器的功率因数计算:1.功率因数的定义:功率因数等于有功功率P与视在功率S之比,即:(1.11)功率因数λ的大小反映的是有功功率P在视在功率S中所占的比重,是功率的利用系数,反映功率的利用程度。
三相全控桥交流侧的电压是正弦波形,电流是方波,故有功功率P等于基波电压有效值U(即)与基波电流有效值、及基波电压与基波电流相角差的余弦值的乘积。
(不考虑换相角γ时,;考虑换相角γ时,)2.只考虑基波时的功率因数:(1.12)3.考虑谐波时的功率因数:(1.13)上式是不考虑换相角时的情况。
(1.14)上式是考虑换相角时的情况。
六、高压直流输电系统主设备:1.换流器:(1)双桥换流器与四重阀结构:一个三相全控桥有6个桥臂(阀),一个桥臂(阀)由120个晶闸管串联而成;每15个晶闸管构成一个基本单元,每两个基本单元(30个晶闸管)组装为一个半层阀;每4个半层阀构成一个阀。
四重阀:双桥换流器同一相上的4个阀的组合体。
图6- 1 四重阀示意图(2)等间隔(60°)触发与等控制角(α)触发:a)等间隔(60°)触发方式:α1=移相控制;相对于1号自然换相点滞后角度α1;从脉冲2开始,均滞后前一个脉冲60°,即:αk+1=αk+60°(k=2,3,4,5,6)。
b)等控制角α触发方式:α1=α2=α3=α4=α5=α6;即6个触发脉冲都是相对于各自的自然换相点滞后一个相同角度。
c)两种触发方式比较:在三相电压对称的条件下,两种触发方式等效,但是在三相电压不对称的条件下,后者的触发脉冲不等间隔,导致交流电流波形正负半波宽度不等,平均电流不为零,造成变压器偏磁。
(3)晶闸管换流器对晶闸管元件的基本要求:a)耐压强度高;b)载流能力强;c)开通时间和电流上升率的限制,即约为100A/s;d)关断时间与电压上升率的限制,即约为200V/s。
(4)触发脉冲的传送方式:a)光纤方式;b)电磁方式。
图6- 2 (a)为光纤方式,(b)(c)为电磁方式(5)高压(就地)取电技术:图6- 3光电变换电路的高压(就地)取电方法2.换流变压器:(1)工作电流波形是方波;(2)耐压要求高;(3)可能存在一定偏磁(直流分量);(4)有载调压、调压范围大、调节频繁。