直流输电技术及其应用论文
电力系统中的高电压直流输电技术研究与应用
电力系统中的高电压直流输电技术研究与应用高电压直流输电(HDVC)技术是一种在电力系统中广泛应用的传输方式,它以其高效、可靠的特点在电力输电领域发挥着重要作用。
本文将对电力系统中的高电压直流输电技术进行研究与应用的相关内容进行探讨。
首先,我们来了解一下高电压直流输电技术的基本原理和特点。
高电压直流输电是指将交流电转换为直流电,在高压直流电缆或输电线路上进行传输,然后再将直流电转换为交流电。
其主要优势在于能够实现长距离高容量传输,并可以实现稳定的电压调节。
此外,由于直流电不受频率限制,可以更好地克服传统交流输电方式在长距离输电中的电流损耗和电压稳定性等问题。
高电压直流输电技术的研究与应用有助于提高电力系统的传输效率和可靠性。
它可以在大规模电力输送中减少电能损耗,提高系统稳定性,降低线路电流,减少线损,提高能源利用率。
此外,由于直流功率传输线损较小,可以减少对环境的影响,降低电力输送的造成的电磁辐射和电磁干扰。
在高电压直流输电技术的研究方面,一些重要的问题需要关注和解决。
首先是换流技术,即直流-交流-直流的转换过程。
换流系统的设计和运行对于高压直流输电的稳定性和可靠性至关重要。
其次是高电压直流输电的电源技术。
在实际应用中,电源选择和电源接入技术对系统的稳定性和可靠性起着关键作用。
对于不同的电源类型,如火电、风电、太阳能等,需要采用不同的接入技术和控制策略。
此外,高电压直流输电系统的绝缘和故障检测技术也是研究的重点。
在高电压直流输电技术的应用方面,着重研究了其在远距离、大容量输电、交流和直流系统之间的连接、电力稳定性调节、电力匹配等方面的应用。
例如,通过高压直流输电技术,可以实现国与国之间、地区之间的电力互联互通,提高电力供应的可靠性和稳定性。
此外,高电压直流输电技术在可再生能源接入方面也起着重要作用。
随着可再生能源的快速发展,如风能和太阳能等,传统的交流输电系统可能无法满足其接入的需求。
而高电压直流输电系统能够通过其较低的线损和更好的电压控制能力,实现可再生能源的大规模接入,更好地实现电力系统的可持续发展。
变电站设施的直流输电技术应用
变电站设施的直流输电技术应用直流输电技术是一种在能源传输和配电系统中广泛应用的技术,它通过将交流电转换为直流电,以提高能源传输和分配的效率。
在变电站设施中,引入直流输电技术可以带来一系列的优势和应用。
本文将探讨变电站设施的直流输电技术应用,介绍其原理、特点以及在不同场景下的具体应用。
首先,直流输电技术可以提高能源传输的效率。
相比交流输电,直流输电在长距离传输能源时损耗更小。
交流电在传输中会产生电流的损耗以及电压降低,而直流电的传输损耗相对较小。
这意味着在变电站设施中采用直流输电技术可以降低电能损耗,提高能源利用率。
其次,直流输电技术在供电质量和稳定性方面具有优势。
交流输电系统中,由于电网的不平衡和电压波动等因素,可能会导致电能质量下降,影响供电稳定性。
而直流输电系统中,通过使用直流变流器来进行电流和电压的控制,可以减少电能质量问题,并提供更稳定的供电。
在变电站设施中,直流输电技术还可以提高可靠性和灵活性。
直流输电系统具有较低的故障率和更好的电气隔离能力,可以提高变电站的可靠性和安全性。
此外,直流输电系统还可以实现跳线使用和多级串联等灵活配置,以适应不同负载需求和系统运行模式。
针对变电站设施的直流输电技术应用,以下列举几个典型的场景:1. 远距离能源传输:在大规模的能源输送中,如海上风电场与陆地变电站之间的电能传输,直流输电技术可以降低输电损耗和提高能源传输效率,同时减少对环境的影响。
2. 电力交换和配电:采用直流输电技术可以实现不同电网之间的电力交换,提高电网之间的互连性。
在变电站设施中,通过直流输电技术可以实现对直流微网的供电,提高供电可靠性和灵活性。
3. 太阳能和风能的集中式输电:太阳能和风能等可再生能源分布范围广泛,但常常分布不均匀。
通过直流输电技术,可以将分散的可再生能源发电设施的电能集中传输到变电站,提高能源的利用效率。
4. 线路承载能力提升:在变电站设施中,通过直流输电技术的应用,可以提高输电线路的承载能力。
高压直流输电技术的发展与应用
高压直流输电技术的发展与应用随着工业化的快速发展和日益增长的能源需求,输电技术的研究和应用成为了关键的问题。
高压直流输电技术作为一种高效、稳定和可靠的输电方式,逐渐受到了人们的关注和重视。
本文将就高压直流输电技术的发展历程以及当前的应用情况进行探讨。
一、高压直流输电技术的发展历程高压直流输电技术最早可追溯到19世纪末,当时用直流电由康奇对Nikola Tesla的交流电进行了吹嘘。
然而,直流输电在输送电能的时候存在许多问题,比如电压损耗大、输电距离有限等,导致直流输电的实际应用受到了很大的限制。
直到20世纪60年代,随着功率电子技术的快速发展,高压直流输电技术迎来了显著的突破。
在功率电子技术的支持下,直流输电的可行性得到了大幅提升。
特别是随着特高压直流输电技术的引入,实现了远距离大容量的输电,为能源的长距离传输提供了可行的解决方案。
二、高压直流输电技术的优势与传统的交流输电方式相比,高压直流输电技术具有很多明显的优势。
首先,直流电的传输损耗较小,能够实现远距离的传输。
其次,高压直流输电能够提供更稳定、可靠的电力供应,降低了电力系统的故障风险。
此外,直流输电还能够有效地减少电力系统的谐波和干扰,提高了输电效率和质量。
高压直流输电技术还具有更好的环境适应性。
由于直流输电线路不需要频繁的绝缘开关操作,减少了对环境的影响。
此外,导线材料的使用也相对较少,减少了资源的消耗。
都了很大的贡献。
三、高压直流输电技术的应用高压直流输电技术目前已经在世界各地得到了广泛应用。
特别是在远距离、大容量的电力传输领域,高压直流输电技术展现出了独特的优势。
在中国,特高压直流输电已经成为了重点推进的项目。
例如“西部大开发”项目,通过特高压直流输电技术将西部地区丰富的能源资源输送到东部地区,实现了能源的均衡布局。
同时,随着技术的不断进步,高压直流输电的应用范围也逐渐扩大,涉及到交通、航天、通信等领域。
四、高压直流输电技术的面临的挑战尽管高压直流输电技术具有很多优势,但是也面临着一些挑战。
高压直流输电技术及其在电网中的应用研究
高压直流输电技术及其在电网中的应用研究电力系统是现代社会建设和发展的重要基础设施,其安全、稳定和高效运行是国家经济稳定和社会发展的重要保障。
而在电力输电中,直流输电技术因其高电压、低损耗、远距离传输等优势,逐渐成为一种新兴而受人瞩目的技术。
一、高压直流输电技术的发展历程高压直流输电技术的发展历程可以追溯到上世纪50年代,当时已有一些早期的实验和研究,但由于设备技术限制等原因,广泛应用还需要时间的积累和技术的进一步突破。
到了上世纪70年代,世界范围内出现了多个大型高压直流输电系统的建设。
其中,我国华南地区的广州-长沙-重庆高压直流输电工程成为世界上第一个新能源高效输电工程,也为我国的输变电技术做出了巨大贡献。
二、高压直流输电技术的原理高压直流输电技术利用半导体器件的可控整流技术和晶闸管的控制效应,将交流电能转化为直流电能进行传输,并在另一端经过多级逆变变成交流电能,给负载供电。
在直流输电系统中,为了保证安全稳定运行,需要安装直流系统的控制保护和监视装置。
其中,换流站的控制和保护设备是直流系统的关键部件,是控制、监视和保护直流输电线路的核心。
三、高压直流输电技术在电网中的应用高压直流输电技术在现代电力系统中的应用越来越广泛,主要用于距离较远、电力负荷较大的远距离电力输送,该技术在长距离交流输电链路的中转点,即换流站出现故障时也可以保证供电的连续性,有效地提高了电力系统的安全、可靠性。
此外,高压直流输电技术还有助于电力系统的调度和控制,提高了电网的稳定性。
高压直流输电技术还能协调风、水和太阳等新能源分布不均造成的问题,减少能源浪费和损失。
与此同时,直流输电系统还能积极推动电网的智能化和数字化改造。
四、高压直流输电技术在未来的发展趋势高压直流输电技术在未来将继续向高压、超高压、大容量、远距离、宽带等方向发展。
随着我国经济的快速发展和新能源技术的不断更新,电力需求和供给之间的发展矛盾将越来越突出,高压直流输电技术的发展前景将更加广阔。
直流输电技术及其应用论文
直流输电技术及其应用The Feature Development and Application of Direct CurrentTransmission Techniques山东农业大学电气工程及其自动化10级摘要本文介绍了直流输电技术在电力系统联网应用中的必要性,直流输电系统的结构,直流控制保护技术以及直流输电的特点和应用发展方向;同时认为直流输电技术是新能源发电并网的最佳解决方式。
电力工程是21世纪对人类社会生活影响最大的工程之一,电力技术的发展对城乡人民的生产和生活具有重大的关系,电力工业是关系国计民生的基础产业。
电力的广泛应用和电力需求的不断增加,推动着电力技术向高电压、大机组、大电网发展,向电力规模经济发展。
电力工业按生产和消费过程可分为发电、输电、配电和用电四个环节。
输电通常指的是将发电厂发出的电力输送到消费电能的负荷中心,或者将一个电网的电力输送到另一个电网,实现电网互联。
随着电网技术的不断进步,输电容量和输电距离的不断增加,电网电压等级不断提高。
电网电压从最初的交流13.8KV,逐步发展到高压35KV、66KV、110KV、220KV、500KV、1000KV。
电网发展的经验表明,相邻两个电压等级的级差在一倍以上才是经济合理的。
这样输电容量可以提高四倍以上,不仅可与现有电网电压配合,而且为今后新的更高级别电压的发展留有合理的配合空间。
我国从20世纪80年代末开始对特高压电网的规划和设备的制造进行研究;进入21世纪后,加快了特高压输电设备、电网研究和工程建设。
2005年9月26日,第一条750KV输电实验线路(官亭——兰州东)示范工程投运;2006年12月,云南——广东±800KV特高压直流输电工程开工建设,并于2010年6月18日,通过验收正式投运,该工程输电距离1373KM,额定电压±800KV,额定容量500万KW,和2010年7月8日投运的向家坝——上海±800KV特高压直流示范工程一样,是当今世界电压等级最高的直流输电项目。
直流输电技术的研究与应用
直流输电技术的研究与应用引言:直流输电技术是电子与电气工程领域中的一项重要研究课题,其应用能够显著提高电力传输效率、降低能源损耗,并且有助于解决远距离电力传输中的诸多挑战。
本文将探讨直流输电技术的研究进展、应用领域以及未来发展趋势。
1. 直流输电技术的原理与特点直流输电技术是指将电能以直流形式进行传输的一种电力传输方式。
与传统的交流输电技术相比,直流输电具有以下几个显著特点:首先,直流输电能够有效降低输电线路的电阻损耗。
在交流输电中,由于电流的周期性变化,导致输电线路存在较大的电阻损耗,而直流输电则能够避免这种损耗,提高能源利用率。
其次,直流输电技术具有较低的电磁辐射水平。
交流输电中,电流的频繁变化会产生较强的电磁辐射,对周围环境和人体健康造成潜在影响。
而直流输电则能够显著降低电磁辐射水平,减少对环境的影响。
此外,直流输电技术还具备较高的输电容量和稳定性。
由于直流电流的稳定性较好,可以通过合理设计输电线路和设备,提高输电容量和稳定性,满足不同规模的电力传输需求。
2. 直流输电技术的研究进展近年来,随着电力需求的不断增长和能源互联网的发展,直流输电技术得到了广泛关注和研究。
在直流输电技术的研究中,主要涉及以下几个方面的进展:2.1 高压直流输电技术高压直流输电技术是直流输电领域的核心研究方向之一。
通过提高输电电压,可以有效降低输电线路的电阻损耗,提高输电效率。
研究人员通过改进直流输电线路的设计和材料,提高输电电压的稳定性和安全性,以实现高效高压直流输电。
2.2 直流输电换流技术直流输电换流技术是直流输电系统中的关键环节,用于实现交流电网和直流输电线路之间的能量转换。
目前,多种直流输电换流技术被广泛研究和应用,如基于半导体器件的换流技术、多电平换流技术等。
这些技术的不断创新和改进,为直流输电系统的稳定运行提供了可靠的支持。
2.3 直流输电系统的控制与保护技术直流输电系统的控制与保护技术是直流输电研究的重要方向之一。
高压直流输电技术及其在电力系统中的应用
高压直流输电技术及其在电力系统中的应用在当今的电力领域,高压直流输电技术正发挥着日益重要的作用。
它如同电力系统中的“高速公路”,为能源的高效传输和分配提供了强有力的支持。
高压直流输电技术,简单来说,就是将发电厂产生的交流电通过换流设备转换为直流电,然后进行远距离传输,到达目的地后再通过换流设备转换回交流电供用户使用。
与传统的交流输电相比,它具有一系列独特的优势。
首先,高压直流输电在远距离输电方面表现出色。
在远距离输电过程中,交流输电会因为线路的电抗而产生较大的能量损耗。
而直流电不存在电抗问题,因此能够减少线路损耗,实现更远距离、更高效的电力传输。
这对于能源产地和消费地相距较远的情况,如将西部的能源资源输送到东部沿海地区,具有重要意义。
其次,高压直流输电在海底电缆输电中具有明显优势。
由于交流电缆存在电容电流,其在海底输电时会导致较大的充电功率,限制了输电距离和容量。
而直流电缆不存在这个问题,可以实现更长距离的海底电力传输。
这对于实现海岛与大陆之间的电力联网,以及跨国的电力贸易等都具有重要价值。
再者,高压直流输电能够实现不同电网之间的非同步互联。
不同地区的电网可能存在频率、相位等差异,交流联网会面临诸多技术难题。
而直流输电可以在两个不同步的电网之间建立连接,实现功率的灵活交换和调节,增强了整个电力系统的稳定性和可靠性。
在电力系统中,高压直流输电技术的应用场景十分广泛。
一个典型的应用是大容量远距离输电。
例如,我国的西电东送工程,通过建设多条高压直流输电线路,将西部地区丰富的水电、火电等能源源源不断地输送到东部经济发达地区,满足了东部地区巨大的电力需求。
这些输电线路的电压等级通常达到±800 千伏甚至更高,输电容量可达数百万千瓦。
高压直流输电在新能源接入方面也发挥着关键作用。
随着风力发电和光伏发电等新能源的快速发展,其分布往往较为分散且不稳定。
通过高压直流输电技术,可以将分散的新能源发电集中起来,并稳定地输送到电网中,提高了新能源的消纳能力和利用效率。
直流输电技术的研究与应用
直流输电技术的研究与应用近年来,随着全球经济的不断发展和电力需求的增长,电力系统对稳定、高效和可靠的电力传输技术的需求也越来越迫切。
直流输电技术作为一种新型的电力传输技术,因其具有低损耗、高效率、高稳定性和远距离传输等优点而备受关注和推崇。
一、直流输电技术的发展历程直流输电技术早在20世纪初就已经开始研究和应用。
1921年,丹麦发明了第一条高压直流电缆线路。
1954年,瑞典哥德堡发起了一项为期14年的全球最长高压直流输电试验工程。
自1970年代以来,直流输电技术在工程应用中得到了广泛的推广和应用,例如日本、美国、德国、中国等国家都已经建设了具有重要意义的直流输电工程。
二、直流输电技术的原理和特点直流输电技术是指以直流电的形式进行电力输送。
与传统的交流输电技术相比,直流输电技术具有低损耗、高效率、高稳定性和远距离传输等诸多优点。
具体表现如下:1、低损耗:由于直流电的传输距离较远,可以通过调整电压和电流的大小来减小线路的电阻损耗,从而提高输电效率。
2、高效率:直流输电线路具有高的输电效率。
根据理论计算,直流输电的输送能力约为交流输电的2-3倍,可以有效提高电网的传输能力。
3、高稳定性:直流输电线路的电压和电流稳定性比交流输电要高,可以有效降低电压波动和电力负荷变化对输电质量的影响,保障电网的稳定运行。
4、远距离传输:直流输电技术可以实现几千公里的远距离电力传输,可以满足区域之间的跨域电力输送需求。
三、直流输电工程的运行与应用目前,全球已经建设了许多具有重要意义的直流输电工程。
例如,我国的西北-华东直流输电工程、西藏-四川直流输电工程、首钢-北京直流输电工程等。
这些工程的建设都取得了显著的经济、社会和环境效益。
同时,直流输电技术也在不断地发展和创新。
例如,高温超导直流输电技术、多级换流器、VSC(液压式换流器)等技术的引入,都使得直流输电技术更加高效、稳定和可靠。
未来,直流输电技术将加速推广和应用。
随着风电、太阳能等清洁能源的不断发展和普及,电网建设和能源转型也将面临更大的挑战。
高压直流输电技术及其在电力系统中的应用
高压直流输电技术及其在电力系统中的应用引言:电力系统作为现代社会的重要基础设施之一,对于支持经济发展、保障生产生活的稳定运行起着重要作用。
而高压直流输电技术作为电力系统中的一项重要技术,其在提高输电效率、增加电力系统可靠性和灵活性方面具有独特优势。
本文将对高压直流输电技术进行介绍,并探讨其在电力系统中的应用。
一、高压直流输电技术的概述高压直流输电技术是指将交流电转换为直流电,并通过高压直流输电线路进行远距离传输的一种电力输送方式。
相较于传统的交流输电技术,高压直流输电技术具有以下几方面的优势:1. 高效性:高压直流输电系统减少了电力传输过程中的线路损失,有效提高了电能传输的效率。
此外,高压直流输电系统还可以灵活地控制电路的功率流动,以适应不同的负载变化,从而进一步提高能源利用效率。
2. 长距离传输:高压直流输电技术可以实现长距离的电力传输,无论是陆地还是海底,其输电距离都远远超过了传统交流输电的限制。
这对于较远地区的电力供应具有重要意义,可以实现多地区电网的互联互通。
3. 空间占地小:相较于传统的交流输电线路,高压直流输电线路所需的塔杆和空间占地较小。
这一特点使得高压直流输电线路在城市等空间有限的区域可以得到更好的应用,同时也减少了土地占用带来的环境问题。
二、高压直流输电技术在电力系统中的应用1. 长距离输电高压直流输电技术在长距离电力传输方面具有明显优势。
在跨越山脉、河流等复杂地形条件下,传统的交流输电存在较大的传输损耗和技术难题,而高压直流输电技术可以克服这些问题。
例如,中国的“西电东送”工程就是采用高压直流输电技术,在西部地区的丰富能源资源输送至东部沿海地区,实现了资源的优化配置。
2. 城市供电在城市供电方面,高压直流输电技术可以通过大规模的变电站实现将电力从远距离输送至城市,减少了城市内的输电线路使用,降低了电磁辐射,提高了电力供应的可靠性。
3. 可再生能源接入随着可再生能源的发展,如风电、光电等,需要解决将远离负载中心的可再生能源输送至电网的问题。
直流输电技术的研究与应用发展
直流输电技术的研究与应用发展随着全球化进程的加速和城市化程度的提高,电力需求快速增长。
传统的交流输电方式已经不能满足不断扩大的电力负荷,直流输电技术应运而生。
直流输电技术具有可靠性高、能耗低、输电距离远等优点,被广泛应用于国际能源互联网建设、大型跨海跨山输电工程以及绿色能源开发利用等领域。
本文从技术原理、应用领域、发展趋势等方面,对直流输电技术进行探讨。
一、技术原理直流输电技术是指将交流电转换为直流电,利用半导体功率器件将直流电输送到远距离的负荷端,再将其转换为交流电供电设备使用。
与传统的交流输电方式不同,直流输电技术可以通过高功率半导体器件将电能从源端以高电压、低电流的方式输送到终端,降低了输电线路的电阻、电感损耗,提高了输电效率。
二、应用领域1. 国际能源互联网建设随着全球化的加速,国际能源互联网建设已成为国际能源合作的重要方向。
而直流输电技术则是实现国际能源互联网的重要技术支撑。
利用直流输电技术,可以实现不同国家之间的能源共享,促进全球能源可持续发展。
2. 大型跨海跨山输电工程直流输电技术在大型跨海跨山输电工程中应用广泛。
由于交流输电线路在远距离传输电能时会受到电阻和电感损耗的限制,输电线路的开销会很大。
而直流输电技术可以通过高电压、低电流的方式降低输电线路电阻、电感的影响,实现长距离电能传输。
例如中国南方的西部电网与东部电网、世界各地的海底电缆输电工程等。
3. 绿色能源开发利用随着全球对绿色能源的需求不断增长,直流输电技术也成为开发和利用绿色能源的有效手段。
例如,风能、太阳能等可再生能源与直流输电技术相结合,可以实现小型独立电力系统的建设和运营。
同时,直流输电技术还可以降低输电损耗,提高电力系统的能源利用率,从而实现经济和环保的双重效益。
三、发展趋势1. 高温超导材料的应用将进一步推动直流输电技术的发展。
高温超导材料具有极低的电阻和磁阻,可以实现长距离、大容量电能输送,减少输电线路的电阻和电感损耗,提高输电效率。
直流输电技术在电网中的应用
直流输电技术在电网中的应用随着工业化和城市化进程的加速,对电力的需求也越来越大。
为了满足远距离电力传输的需求,直流输电技术被广泛应用于电网系统中。
本文将介绍直流输电技术在电网中的应用,包括其优势、实施方法和未来发展方向。
一、直流输电技术的优势1. 高效传输:相比交流输电,直流输电具有更高的传输效率。
由于直流输电不会受到交流输电的电阻、电感和电容损耗,能够减少能量的损失,提高传输效率。
2. 远距离传输:直流输电技术适用于远距离的电力传输,能够有效地减少传输线路的电阻和电容对电力传输的影响,达到长距离输电的要求。
3. 节约资源:直流输电系统在长距离输电中需要的输电线路较少,相比交流输电系统能够节省用于输电线路建设的土地面积和材料资源。
4. 稳定性高:直流输电系统具有较高的稳定性和可靠性。
在电网中引入HVDC(高压直流输电)技术能够有效地降低电力系统的短路故障率和电网频繁发生的故障。
二、直流输电技术的实施方法1. HVDC线路:HVDC线路是实现直流输电的基础。
它由直流电源、换流器和传输线路组成。
直流电源将交流电转换为直流电,换流器则将直流电转换为交流电,实现电力的传输。
2. 换流站:换流站是直流输电系统中的重要组成部分。
它用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
换流站还能够调节输电线路上的电压、频率和功率,并对电力进行可靠地分配和控制。
3. 并网技术:并网技术是将直流输电系统与交流输电系统灵活地连接起来,使得直流输电系统能够与现有的交流电网兼容。
这种技术实现了直流输电系统与交流输电系统之间的相互衔接,确保电力的平稳传输。
三、直流输电技术的未来发展方向1. 降低成本:随着技术的进步和应用的推广,直流输电技术的成本将逐渐降低。
特别是在换流器的制造和线路建设方面,通过改进工艺和降低材料成本,能够进一步降低直流输电系统的造价。
2. 提高传输容量:随着能源需求的不断增长,直流输电技术需要进一步提高其传输容量。
高压直流输电技术的研究与应用
高压直流输电技术的研究与应用一、引言随着能源需求的增长和分布的不均衡,电力传输技术的发展变得尤为重要。
传统的交流输电方式虽然便捷,但存在较大的能量损耗和传输距离受限等问题。
而高压直流输电技术的出现,为解决这些问题提供了一种可行的方案。
本文将探讨高压直流输电技术的研究历程和应用现状。
二、高压直流输电技术的发展1. 历史回顾高压直流输电技术的起源可以追溯到19世纪后期,当时国内外多位科学家陆续提出相关理论。
然而,直到20世纪50年代,高压直流输电技术才得到了实际实现。
我国在1962年成功实现了第一条高压直流输电线路,标志着我国高压直流输电技术进入了实用化阶段。
此后,高压直流输电技术在我国的发展取得了长足的进步。
2. 技术原理高压直流输电技术的核心是通过变流器将交流电转换为直流电,然后利用输电线路进行长距离的输电。
与交流输电相比,高压直流输电主要具有以下优势:(1) 低能量损耗:交流电在输送过程中存在较大的电阻损耗和铜损耗,而直流电则可以减少这些能量损耗,提高能源利用效率。
(2) 长距离传输:高压直流输电技术具有较低的电压降和损耗,可以实现长距离的电力传输,突破了交流输电距离的限制。
(3) 稳定性高:高压直流输电不受电阻及电容影响,传输稳定性更好。
三、高压直流输电技术的应用1. 跨海大型工程中的应用高压直流输电技术在跨海大型工程中得到了广泛的应用。
以我国南方电网与东南亚电网之间的跨海输电工程为例,由于存在较大的距离和水深等问题,采用高压直流输电技术可以更好地解决电力传输的难题。
通过该技术,不仅能够降低电能损耗,还能够实现大规模电力的长距离传输。
2. 地区电网的互联在我国能源分布不均衡的情况下,高压直流输电技术被广泛用于地区电网的互联。
通过建设直流输电线路,可以实现不同地区电网之间的互联互通,实现电力资源的优化配置和利用。
例如,西部地区的丰富水电资源可以通过高压直流输电技术输送到东部沿海地区,提供可靠的电力供应。
超高压直流输电技术及其在电网中的应用
超高压直流输电技术及其在电网中的应用随着工业化和城市化的快速发展,能源需求呈现逐年增长的趋势。
然而,传统的输电线路由于电阻和电感的存在,必然会引起输电过程中损耗。
为了满足能源需求并减少能源损失,超高压直流输电技术应运而生。
超高压直流输电技术是指一种将高压直流电能在远距离输送的技术,具有高电压水平、低电流密度、低损耗、远距离输送等优点,广泛应用于长距离、大容量输电。
目前,超高压直流输电技术已成为现代电网发展中一种重要的输电方式。
下面将从超高压直流输电技术的优点、技术方案和应用案例三个方面展开阐述。
优点相对于传统的交流输电技术,超高压直流输电技术具有以下优点:1.低损耗:超高压直流输电不受电阻和电感的限制,减少电能损耗,提高电能利用率。
2.大容量:由于直流输电的低电流密度,可实现大容量输电。
3.远距离输送:由于直流输电无交流电线的限制,可实现远距离输送。
4.可靠性高:相同电压级别下,超高压直流输电比交流输电更可靠,可以减少大规模停电情况。
技术方案超高压直流输电技术的实现需要采用一定的技术方案,下面介绍两种常用的方案:1.线路型:采用一对接地电极,通过直流高压绝缘导线将电能输送到远距离。
2.换流站型:采用换流站进行直流交流互换,便于与交流电网互联。
应用案例超高压直流输电技术的应用案例主要有以下三个:1.南水北调工程:为解决中国北方的水资源紧缺问题,超高压直流输电技术被用于南水北调工程中,将长江水引入黄河、海河、渤海等地区。
2.西北大环线:西北大环线是我国战略性能源输电工程之一,采用了超高压直流输电技术,并辅以交流输电技术进行输电。
3.降低能耗:超高压直流输电技术可大幅度降低输电损耗,提高电能利用率,降低能源消耗,为可持续发展作出了贡献。
总结超高压直流输电技术是现代化电网建设中不可或缺的技术。
它具有低损耗、大容量、远距离输送等优点,可应用于中国的水资源调配、能源输送等领域。
通过技术创新,超高压直流输电技术必将在未来得到更广泛的应用。
电力系统中直流输电技术的应用研究
电力系统中直流输电技术的应用研究一、引言随着电力系统的快速发展,电力输送技术也在不断得到提升和完善。
其中,直流输电技术应用在现代电力系统中,已成为技术发展的趋势之一。
本文旨在探讨直流输电技术在电力系统中的应用研究,以及其对提高电力系统可靠性、经济性和稳定性的影响。
二、直流输电技术的基本原理电力系统中的交流输电方式已经得到了广泛应用,然而随着电力负荷规模的不断扩大,传统的交流输电方式也逐渐显现了其先天的不足,比如电能损耗、电压稳定性和阻抗问题等。
直流输电技术则是通过将交流电能转化成直流电能,以提高电力能量的传输效率和稳定性。
在直流输电系统中,电源变压器将交流电能转换成直流电能,通过高电压直流输电线路将电能输送到接收站,接收站再将其转换成交流电能送入交流电网。
直流输电技术主要依靠电力变送器转换器、控制器和逆变器等设备来实现系统的运行和控制。
三、直流输电技术的应用研究1. 提高电力系统的可靠性直流输电技术可以使电力系统更加稳定和可靠。
随着电力负荷规模的不断增大,传统的交流输电容易出现电压失稳等问题,而直流输电技术可以有效避免这些问题的出现。
此外,直流输电系统可以更加灵活地控制电力负荷的分配,提高电力系统的灵活性和可靠性,从而保障了电力系统的运行稳定性。
2. 降低电力系统的成本传统的交流输电系统需要建设大量的配电变电所和长距离输电线路,这些设施的维护和电力输送的成本也相应较高。
而直流输电系统可以通过减少配电变电所和输电线路的数量、缩短输电距离、降低系统的输电损耗等方式降低电力系统的成本。
此外,直流输电技术还可通过控制器实现对电力负载和输电功率的实时控制,提高电力系统的经济性。
3. 保障电力系统的稳定性直流输电技术在电力系统稳定性方面也有很大的优势。
由于直流电流的稳定性比交流电流要好,可以有效地缓解系统中电流不平衡和电力损耗等问题,进一步提高电力系统的稳定性。
此外,通过与交流电力系统进行联网控制和配合,也可以实现对电力系统的稳定性进行全局管理。
超高压直流输电技术的研究与应用
超高压直流输电技术的研究与应用随着能源需求的不断增长和能源产业的迅猛发展,电力输电技术的创新与改进变得尤为重要。
超高压直流(UHVDC)输电技术是目前最先进的输电技术之一,它以其高效、能耗低、输电损耗小等优点,受到了广泛关注和应用。
超高压直流输电技术的基本原理是利用高压直流变流器将交流电转换为直流电,并通过高压直流输电线路将电能从发电厂送达到负荷中心。
与传统的交流输电技术相比,超高压直流输电技术在长距离输电、大容量输电和跨国跨区域输电方面具有明显的优势。
首先,超高压直流输电技术在长距离输电方面具有突出优势。
由于直流电不受交流特性的限制,超高压直流输电线路可以在较长的距离上输送电能。
这种特点使得超高压直流输电技术成为解决远距离跨区域、跨国界输电问题的有效手段。
例如,中国的"神华北网工程"采用超高压直流输电技术,实现了华北地区的跨区域输电,解决了供电不足的问题。
其次,超高压直流输电技术在大容量输电方面具有独特的优势。
与传统的交流输电技术相比,超高压直流输电技术的输电容量要大得多。
超高压直流输电线路可以通过提高输电线路的电压等级和线路的传输能力来满足大规模电能输送的需求。
例如,中国的"南京输变电工程"采用了±800千伏的超高压直流输电技术,实现了大容量的电能输送。
此外,超高压直流输电技术还具有输电损耗小的优点。
由于直流电的功率损耗与交流电的损耗不同,超高压直流输电技术在输电过程中的能量损失较小。
这不仅提高了电网的输电效率,降低了能源消耗,还减少了二氧化碳等排放物的排放,对保护环境和减少碳排放具有积极意义。
在超高压直流输电技术的应用方面,世界各国都进行了广泛的研究和实践。
中国作为超高压直流输电技术的先行者,在该领域取得了显著的成就。
中国已经建成了多条超高压直流输电线路,其中包括了全球最大的±1100千伏超高压直流输电项目。
这些项目的建设和应用不仅解决了中国电力供应的问题,也为其他国家提供了技术借鉴和经验分享的机会。
直流输电技术在长距离传输中的应用
直流输电技术在长距离传输中的应用在当今社会,能源的稳定供应和高效传输对于经济发展和人们的生活至关重要。
随着能源需求的不断增长,长距离输电技术的重要性日益凸显。
其中,直流输电技术凭借其独特的优势,在长距离传输领域发挥着越来越重要的作用。
直流输电技术的原理并不复杂,简单来说,就是将发电厂产生的交流电通过换流站转换为直流电,然后通过直流输电线路进行传输,到达目的地后再通过换流站转换为交流电供用户使用。
相比传统的交流输电技术,直流输电在长距离传输中具有诸多显著的优势。
首先,直流输电线路的输电容量大。
这意味着在相同的输电线路条件下,直流输电能够传输更多的电能。
对于那些能源产地与负荷中心距离较远、能源需求量巨大的地区来说,这一优势尤为关键。
它能够有效地满足大规模能源传输的需求,为经济发展提供强有力的支撑。
其次,直流输电的线路损耗小。
在长距离传输中,线路电阻会导致电能的损耗。
由于直流电的电流方向不变,不存在交流电中的电感和电容效应,因此在传输过程中的能量损耗相对较小。
这不仅提高了能源的传输效率,还降低了输电成本,具有重要的经济意义。
再者,直流输电线路的占地面积小。
直流输电线路的杆塔结构相对简单,线路走廊宽度较窄。
在土地资源日益紧张的今天,这一优势有助于减少输电线路建设对土地的占用,降低工程建设的难度和成本。
另外,直流输电的稳定性和可控性更强。
它能够快速调节输电功率,有效地应对电网中的各种故障和扰动,提高电网的稳定性和可靠性。
这对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
在实际应用中,直流输电技术已经取得了许多显著的成就。
例如,我国的“西电东送”工程中,就广泛采用了直流输电技术。
将西部丰富的能源资源转化为电能,通过直流输电线路源源不断地输送到东部经济发达地区,有力地支撑了东部地区的经济发展。
同时,全球范围内也有许多大型的直流输电项目正在运行或建设,为能源的优化配置和全球能源互联网的发展奠定了基础。
然而,直流输电技术也并非完美无缺。
高压直流输电技术的研究和应用
高压直流输电技术的研究和应用随着现代工业的快速发展,越来越多的城市需要从远处的电站获取电力。
而在传统的交流输电中,由于长距离输电会造成输送电力时的输电损耗,电网也会因此受到影响。
因此,高压直流输电技术应运而生。
它能够以更低的电压输送更大的电流,以更高的效率输送电力。
本文将简单探讨高压直流输电技术的研究和应用。
一、高压直流输电技术的发展高压直流输电技术是指直流电通过高压输电线路进行输电,并在远距离终端转化为交流电供电。
高压直流输电技术的最初应用可以追溯到上世纪60年代。
当时,输电距离仅为30公里,所用的电压只有160千伏。
而如今,高压直流输电技术已经成为一个极具发展潜力的技术,能够实现1200千伏电压、拥有远距离输电的能力,并且减少了能量的损失,提高了电网的效率。
当然,要想实现高压直流输电技术的应用,需要先进行大量的研究来解决相关问题。
随着实践经验的积累和技术的不断升级,高压直流输电技术在过去的50年中不断优化。
这也使得这一技术在电力能源领域的地位不断提高。
而如今,高压直流输电技术已经普遍应用于电力能源系统中的各个领域,成为重要的能源技术。
二、高压直流输电技术的应用目前,高压直流输电技术的应用已经非常广泛。
主要包括以下方面:1、长距离电力输送:这是高压直流输电技术的重要应用。
根据实践证明,高压直流技术比传统的交流输电技术在长距离输电时更节能、更高效、更安全。
在近几年,高压直流输电技术还被大力应用于国际电力输送。
例如,中国与南亚、东南亚等地的大规模电力输送项目中均采用了这样的技术。
2、电网调峰:高压直流输电技术也被广泛用于电网调峰,将电力从闲置或低负荷地区传输到高负荷地区。
这种方式可以保证电力供应不断,并且避免电力黑outs啥的事件。
3、电站互联:高压直流输电技术也被广泛用于电站之间的互联。
这种方式可以帮助电站提高生产效率,并将电力从一些小电站中集中到主要地区。
三、高压直流输电技术的优势与挑战考虑到高压直流输电技术在应用过程中既具有优势,也存在挑战,因此我们需要认真评估和分析。
高压直流输电技术应用及其优化
高压直流输电技术应用及其优化随着电力需求不断增长,传统交流输电方式面临着越来越大的挑战。
在这种情况下,高压直流输电技术应运而生,被广泛应用于电力输送中。
本文将探讨高压直流输电技术的应用及其优化。
一、高压直流输电技术的优势相比于交流输电,高压直流输电具有以下几个显著的优势。
首先,高压直流输电可以实现长距离输电,损耗较小。
在交流输电中,电流会因为导线电阻而产生较大的损耗,而高压直流输电则能够通过提高电压来降低电流,减少能量损耗。
其次,高压直流输电可以提高输电线路的受载能力。
由于电流较小,输电线路承受的负荷也较小,因此可以减少线路的损耗。
另外,高压直流输电还具有更好的稳定性和可控性。
相比于交流输电,高压直流输电可以通过改变极性来实现快速的电压调节,提高系统的调节性能。
二、高压直流输电技术在实际应用中的挑战尽管高压直流输电技术具有众多优势,但在实际应用中仍然面临着一些挑战。
首先,高压直流输电需要大量的设备和技术支持。
相比于传统的交流输电系统,高压直流输电系统需要更多的换流设备和控制装置,同时对于逆变器和换流器的质量要求也更高。
其次,高压直流输电需要通过特殊的电缆进行输电,这需要对电缆进行加强以承受高压的压力。
同时,由于电缆的成本较高,因此在一些发展中国家和偏远地区,高压直流输电的应用受到了一定的限制。
另外,高压直流输电系统的运维和维修成本也较高。
由于系统需要大量的控制和监测设备,因此需要投入大量的人力和物力进行运维和维修工作,增加了系统的运营成本。
三、高压直流输电技术的优化为了更好地应对高压直流输电技术面临的挑战,需要进行相应的技术优化。
首先,需要继续加大对高压直流输电技术的研究和发展力度,不断提高系统的性能。
这包括提高控制装置和监测装置的稳定性和可靠性,降低设备的功耗和温升,提高系统的运行效率。
其次,需要进一步降低高压直流输电系统的成本。
这可以通过提高逆变器和换流器的生产工艺,提高设备的可靠性和稳定性,减少设备的维修和更换频率。
直流输电技术的发展及其在我国电网中的作用论文
直流输电技术的发展及其在我国电网中的作用论文直流输电技术的发展及其在我国电网中的作用论文摘要:我国电网面临空前发展的局面。
由于直流输电具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点,因此在运、在建及规划建设中的直流输电工程已经和即将在西电东送、南北互供中承担主要送电任务,在未来全国联网中发挥重要作用。
做好直流输电的研究、规划和建设是今后一段时间我国电网发展的重要任务。
关键词:直流输电电网规划发展我国电网随着国民经济和电力工业的高速发展,正面临着空前的发展局面。
到2003年底,全国发电装机容量达3.84亿kW、发电量达1.91亿kWh。
发电总装机容量和年发电量仅次于美国,均列世界第二位。
我国电网结构,除西北电网以330 kV为主网架外,其他区域电网已经形成500 kV主网架。
1 直流输电技术的发展及特点高压直流输电技术兴起自20世纪50年代,经过半个世纪的发展,已经成为成熟的输电技术。
世界上已成功投运高压直流工程60多项,其中,50年代有2项、60年代有5项、70年代有15项、80年代有30项、90年代有10项。
迈入21世纪,我国先后投运了天生桥——广州(简称天广)直流输电工程和三峡——常州(简称三常)直流输电工程。
高压直流输电技术起步在20世纪50年代,而突破性的发展却在80年代。
随着晶闸管技术的发展和现代电网发展的需要,80年代,全世界共建成了30项直流输电工程,直流输电在电网中发挥了重要作用。
在这期间,建设了背靠背工程14项;建设了输送距离长达1 700 km 的扎伊尔英加——沙巴工程;建成了电压等级为±600 kV的巴西伊泰普水电站送出工程。
直流输电的控制保护技术得到进一步的发展和完善。
迈入90年代以后,随着电力电子技术、计算机技术和控制理论的迅速发展,使得高压直流输电技术日益完善,可靠性得到提高。
我国直流输电技术同样是在80年代得到发展,建成了我国自行研制的舟山直流输电工程(±100 kV,100 MW,55 km)和代表当时世界先进水平的葛洲坝——上海(简称葛上)±500 kV直流输电工程。
直流输电论文 王巍
轻型直流输电中的VSC技术摘要:电压源换流器高压直流输电是基于电压源换流器技术的新一代直流输电技术,相比于传统的直流输电技术具有小型、高效,控制灵活的特点,经济效益和环保价值可观,能有效的减少输电线路电压降落和闪变,提高了电能质量。
文章简介了轻型直流输电,介绍电压源换流器的基本原理、控制策略和技术特点。
综述近年来VSC-HVDC 技术发展及其应用前景。
关键词:轻型直流输电电压源型换流器1轻型直流简介和出现背景轻型直流输电即HVDC Light,该技术由ABB公司在上个世纪八、九十年代研制开发的—种新型输电技术。
HVDC Light轻型直流输技术,以电压源型换流器(VSC)为核心,硬件上采用IGBT等可关断器件,控制上采用脉宽调制技术(PWM)以达到具有高可控性直流输电的目的。
传统高压直流(HVDC)输电技术在远距离大功率输电、海底电缆送电、不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的联结等场合应用广泛。
但由于传统HVDC 输电技术的换流器采用的是半控型晶闸管器件,存在很多不足。
尽管人们对传统HVDC 输电进行了不断的改造,但这些改进措施均不能从根本上解决HVDC 输电的不足。
近年来,随着风能、太阳能等可再生能源利用规模的不断扩大,同时海上钻井平台、孤立小岛等无源负荷,使得采用交流输电技术或者传统直流输电技术存在很大的不足和缺陷。
因此迫切需要采用更加灵活、经济、环保的输电方式。
随着电力电子技术的发展,特别是具有可关断能力的电力电子器件的发展,如绝缘栅极晶体管(IGBT)、门级可关断晶闸管(GTO)等,促进了HVDC输电技术的一次重大变革。
由于采用全控型可关断器件构成的电压源换流器(VSC)以及脉宽调制(PWM)控制技术为基础,使得电压源换流器直流输电(VSC-HVDC)方式有一些传统HVDC 无法比拟的优点,例如可以向无源网络供电,同时控制有功功率和无功功率,动态补偿母线的无功功率,稳定交流母线电压等,因而也被称为柔性直流输电方式。
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直流输电技术及其应用论文电气工程及其自动化X班XXX XXXXXX电力工程是21世纪对人类社会生活影响最大的工程之一,电力技术的发展对城乡人民的生产和生活具有重大的关系,电力工业是关系国计民生的基础产业。
我国电网面临空前发展的局面。
由于直流输电具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点,因此在运、在建及规划建设中的直流输电工程已经和即将在西电东送、南北互供中承担主要送电任务,在未来全国联网中发挥重要作用。
做好直流输电的研究、规划和建设是今后一段时间我国电网发展的重要任务。
我国电网随着国民经济和电力工业的高速发展,正面临着空前的发展局面。
到2003年底,全国发电装机容量达3.84亿kW、发电量达1.91亿kWh。
发电总装机容量和年发电量仅次于美国,均列世界第二位。
我国电网结构,除西北电网以330 kV 为主网架外,其他区域电网已经形成500 kV主网架。
1.直流输电技术的特点随着电网的不断扩大,输电功率、输电距离迅速增加,交流输电遇到了一些难以克服的技术问题,直流输电所具有的的技术特点,使之作为解决输电技术难题的方向之一而受到重视。
直流输电与交流输电相比,其优点和特点明显:①输送容量大;②输送功率的大小和方向可以快速控制和调节;③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;④直流架空线路的走廊宽度约为交流线路的一半,可以充分利用线路走廊的资源;⑤直流电缆线路没有交流电缆线路中电容电流的困扰,没有磁感应损耗和介质损耗,基本上只有芯线电阻损耗,绝缘电压相对较低;⑥直流输电工程的一个极发生故障时另一个极能继续运行,且可充分发挥其过负荷能力,即可以不减少或少减少输送功率损失;⑦直流本身带有调制功能,可以根据系统的要求作出反应,可以对机电振荡产生阻尼,可以阻尼低频振荡,从而提高电力系统暂态稳定水平;⑧能够通过换流站的无功功率控制调节系统的交流电压;⑨大电网之间通过直流输电互联(如背靠背方式),两个电网之间不会互相干扰和影响,且可迅速进行功率支援等。
直流输电技术适合远距离、大容量送电,可以送电到2 000 km以外,一项直流工程送电能力可超过300万kW;适合电力系统之间的网络互联及巨型水电、火电基地电力外送等。
这些,恰是我国电网发展中所需要的。
2.输电系统的结构直流输电系统由整流站、直流输电线路、逆变站三部分组成,送端交流电经换流变压器和换流阀变换成直流电,然后由直流线路把直流电输送给逆变站,经逆变换流变压器再将直流电变换成交流电后,送入受端交流系统。
直流输电系统按照其与交流系统的接口数量可分为两大类:两端直流输电系统和多端直流输电系统。
两端直流输电系统是只有一个整流站和一个逆变站的直流输电系统,它与交流系统只有两个接口,是结构最简单的直流系统,是世界上已经运行的直流输电工程普遍采用的方式。
多端直流输电系统与交流系统有三个以上的接口,它有多个整流站和逆变站,以实现多个电源系统向多个受端系统的输电;日前只有意大利——撒丁岛(三端)和加拿大——美国的魁北克——新英格兰(五端)直流输电工程为多端直流输电系统。
两端直流输电系统又可分为单极型(正极或负极)、双极型(正、负两级)和背靠背直流输电系统(无直流输电线路)三种类型。
2.1单极直流输电系统单极直流输电系统中换流站出线端对地电位为正的称为正极,为负的称为负极。
与正极或负极相连的输电导线称为正极导线或负极导线。
单极直流架空线路通常采用负极性(正极接地),这是因为正极导线电晕的电磁干扰和可听噪声均比负极导线的大;同时由于雷电大多为负极性,使得正极导线雷电闪络的概率也比负极导线的高。
单极系统运行的可靠性和灵活性不如双极系统好,因此单极直流输电工程比较少。
单极系统的接线方式可分为单极大地或海水回线方式和单级金属回线方式两种。
另外当双极直流输电工程在单极运行时,还可以接成双导线并联大地回线方式运行。
2.2双极系统接线方式双极系统接线方式是直流输电工程普遍采用的接线方式,可分为双极两端中性点接地方式、双极一端中性点接地方式和双极金属中性线方式三种。
2.3背靠背直流系统背靠背直流系统是输电线路长度为零,即无直流输电线路的两端直流输电系统,它主要用于两个异步运行的交流电力系统之间的联网或送电,也称为异步联络站。
如果两个被联电网的额定频率不同,也可称为变频站。
背靠背直流系统的整流站和逆变站的设备安装在一个站内,也称为背靠背换流站。
在背靠背换流站内,整流器和逆变器的直流侧通过平波电抗器相连,而其交流侧则分别与各自的被联电网相连,从而形成两个交流电网的相连。
两个被连电网之间交换功率的大小和方向均由控制系统进行快速方便的控制。
为降低换流站产生的谐波,通常选择12脉动换流器作为基本换流单元。
如图8所示,换流站内的接线方式有换流器组的并联方式和串联方式两种。
背靠背直流输电系统的主要特点是直流侧可选择低电压、大电流,因为无直流输电线路,直流侧损耗小,可充分利用大截面晶闸管的通流能力,同时直流侧设备,如换流变压器、换流阀、平波电抗器等,也因直流电压低而造成其造价相应降低。
由于整流器和逆变器均装设在一个阀厅内,直流侧谐波不会造成对通信线路的干扰,因此可省去直流滤波器,减小平波电抗器的电感值。
由于采用三根导线组成输电系统,其线路结构较复杂,线路造价较高。
通常是当不允许地中渡过直流电流或接地极极址很难选择时才采用。
2.4多端直流输电系统多端直流输电系统是由三个及以上换流站,以及连接换流站之间的高压直流输电线路所组成,它与交流系统有三个及以上的接口。
可以解决多电源或多落点受电的输电问题,还可以联系多个交流系统或将交流系统分成多个孤立运行的电网。
在多端直流输电系统的换流站,可以作为整流站运行,也可作为逆变站运行,但作为整流站运行的换流站总功率与作为逆变站运行的总功率必须相等,即整个多端系统的输入和输出功率必须平衡。
根据换流站在多端系统之间的连接方式可以分为并联方式或串联方式,连接换流站之间的输电线路可以是分支形或闭环形。
3.直流输电的控制保护直流输电工程的核心就是控制保护,控制保护的关键技术有:软硬件平台技术、直流控制保护系统设计、阀触发控制、直流保护等。
3.1直流输电系统的控制功能包括正常运行控制、故障控制、继电保护系统、各种开关操作的控制以及监测系统、通讯系统等等。
直流输电通常采用分层方式来实现不同级别的控制,以提供高效而稳定的运行、最大限度地提高功率控制的灵活性而不危及设备的安全为目标。
稳态正常运行方式下的运行参数主要是两端的直流电压、直流电流和输送功率。
在运行中,各种因素的变化(如负荷的变化、电压的波动以及各种扰动)都会使上述运行参数发生变化。
这就需要各种有关的控制和调节元件来进行调节,以使各运行参数回到设计所要求的原来的或新的稳态值。
通过各种控制和调节元件组成的系统,对直流系统实现快速和多种调节。
改善直流输电系统本身的运行特性,并可以扩大到以交流系统为对象的调节。
控制系统的基本控制功能是在正常运行时,直流电压保持在额定值水平,使得当输送给定功率时线路的功率损耗适当。
减小由于交流系统电压的变化而引起的直流电流波动;尽可能使功率因数保持较高的值;适当地减小换流器所损耗的无功功率。
故障发生时,保护换流站设备,限制最大直流电流,防止换流器受到过载损害;限制最小直流电流,避免电流间断而引起过电压;尽量减小逆变器发生换相失败的概率;抑制换流器不正常运行及对所连交流系统的干扰。
3.2直流输电系统的保护3.2.1换流器是直流输电系统中极为重要的元件,其故障形式和机理与交流系统中的一般元件有很大差别,保护动作后果也是根据故障形式和机理的不同而有所差异。
在所有的直流工程中,都没有将阀电流引入到控制保护系统中,而是通过换流器故障时,检测除阀电流外的其它电气量特性来判断是否发生换流器故障。
这样做一方面是为了避免增加测量系统的复杂性,另一方面也是为了简化保护逻辑。
3.2.2直流线路可能发生的故障有极线开路、极对地短路、极线间短路。
若直流线路跨越交流线路,还可能发生交直流导线碰线的故障。
直流线路保护系统应能检测到线路的任何一点上可能产生的各种故障,并能有效地清除故障。
同交流电网中的保护的目的和原则一样,保护的作用是为了迅速准确的检测到各种可能发生的故障,并采取相应的措施,消除和隔离故障,并保护电力一次设备不受损坏或减少设备损坏程度,尽量保持整个电网的稳定运行。
直流线路故障恢复顺序要由控制系统完成,有别于交流系统的自动重合闸,再起动次数能预先整定。
如果所选全压再起动次数已经达到,但故障还存在,没能成功地恢复直流传输功率,则保护应能进行直流降压再起动尝试。
对于因交流系统扰动引起直流欠压的情况,相关的直流保护不应动作。
4.直流输电的应用与发展4.1直流输电的应用直流输电目前主要用于:①远距离大功率输电;②联系不同频率或相同频率而非同步运行的交流系统;③作网络互联和区域系统之间的联络线(便于控制、又不增大短路容量);④以海底电缆作跨越海峡送电或用地下电缆向用电密度高的大城市供电;⑤在电力系统中采用交、直流输电线的并列运行,利用直流输电线的快速调节,控制、改善电力系统的运行性能。
4.2直流输电的发展直流输电的发展也受到一些因素的限制。
首先,直流输电的换流站比交流系统的变电所复杂、造价高、运行管理要求高;其次,换流装置(整流和逆变)运行中需要大量的无功补偿,正常运行时可达直流输送功率的40~60%;换流装置在运行中在交流侧和直流侧均会产生谐波,要装设滤波器;直流输电接地比较复杂,以大地或海水作回路时,会引起沿途金属构件的腐蚀,需要防护措施。
要发展多端直流输电,需研制高压直流断路器。
直流输电灭弧问题难以解决。
随着电力电子技术的发展,大功率可控硅制造技术的进步、价格下降、可靠性提高,换流站可用率的提高,直流输电技术的日益成熟,直流输电在电力系统中必然得到更多的应用。
当前,研制高压直流断路器、研究多端直流系统的运行特性和控制、发展多端直流系统、研究交直流并列系统的运行机理和控制,受到广泛的关注。
许多科学技术的新发展为直流输电技术的应用开拓着广阔的前景,多种新的发电方式──磁流体发电、电气体发电、燃料电池和太阳能电池等产生的都是直流电,所产生的电能要以直流方式输送,并用逆变器变换送入交流电力系统;极低温电缆和超导电缆也更适宜于直流输电,等等。
今后的电力系统必将是交、直流混合的系统。
结语目前,我国的直流输电技术和直流输电工程在世界上都具有领先水平;风能、太阳能发电等新能源接入电网的最大障碍是其间歇性和不确定性,而直流输电可有效解决因不确定性而引发的谐波污染、电压间断和波形闪变等问题,是世界公认的新能源发电并网的最隹方式,在某些场合下甚至是唯一方式。