高压直流输电的基本控制原理PPT(65张)
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2. 1987年,我国投产了第一项高压直流输电工程浙江大陆—— 舟山群岛的跨海输电(50MW,100kV)工程,填补了我国高 压直流输电工程的空白,为今后发展和建设高压直流输电工 程提供了宝贵的建设和运行经验。
3. 1989年葛洲坝—上海高压直流输电工程的投入运行,标志我 国高压直流输电工程已迈入世界先进行列。该直流系统采用 500kV双极联络线,额定容量为1200MW,输电距离为 1045km,它的建成把华东、华中这两个装机容量超过14GW 的大电网连接起来,形成了我国第一个大电网联合系统,使 长江葛洲坝水电站的电能源源不断送往上海。
高压直流输电自20世纪50年代兴起至今,全世界有80 多项高压直流输电系统投入运行 。
巴西伊泰普直流 输电工程
南非英加—沙巴 直流输电工程
架空线路最高电压(±600kV) 和最大输送容量(6300MW)
最长架空直流线路传送距离(1700km) )
英法海峡直 流输电工程
电缆线路的最大输送容量2000MW)
瑞典—德国的波罗的 海高压直流输电工程
俄罗斯—芬兰之间的维堡 高压直流输电工程
电缆线路的最高电压(450kV)和最 长距离(250km)
背靠背换流站的最大容量 (1065MW)
我国对高压直流输电的研究
起步较晚
1. 1977年在上海建设成并投运了我国第一条31kV、4650kW, 长8.6km的直流输电试验线路。
第6章 高压直流输电
6.1 高压支流输电概述 6.2 换流器的工作原理 6.3 高压直流输电系统的谐波抑制及无功补偿 6.4 高压直流输电的基本控制原理
6.1 高压直流输电概述
高压直 流输电
(HVDC)
将发电厂发出的交流电通过换流 器转变为直流电(即整流),然后 通过输电线路把直流电送入受电 端,再把直流电转变为交流电供 用户使用(即逆变)。
电力电子技术的一个重要应用领域,与其他应用技 术相比,其实用化较早、电压与功率等级最高。
6.1.1 高压直流输电的发展
1882年 诞生
20世纪 50年代
后
1954年
20世纪70 年代晶闸 管阀出现
1882年,法国物理学家德普勒用1500~2000V的直流发电机 经57km的线路,把电力由米斯巴赫煤矿传送到在慕尼黑举 办的国际展览会上,标志着直流输电技术的诞生。
(2)双极联络线
双极联络线有两根导线,一正一负,每端有两个额定电
压的换流器串联在直流侧,两个换流器间的连接点接地。
正常来自百度文库,两极电流相等,无接地电流。若因一条线路故障
而导致一极隔离,另一极可通过大地运行,承担一半的额
定负荷,或利用换流器及线路的过载能力,承担更多的负
荷。
+
I
+
-
I
-
图6-3 双极联络线结构
随着电力系统的迅速发展,带来远距离输电同步稳定性等一 系列问题。
瑞典建成通过海底电缆向果特兰岛供电的±100kV、90km、 20MW、采用汞弧阀变流的直流输电工程。
标志着直流输电进入了一个新的时期。第一个采用晶闸管阀 的大规模高压直流输电系统是于1972年建立的依尔河系统, 它是连接加拿大新不伦威克省和魁北克省的一个 ±80kV/320MW背靠背高压直流输电系统。
(3)同极联络线
同级联络线导线数不少于两根,所有导线同极性。通 常导线为负极性,因为这样由电晕引起的无线电干扰较 小。系统采用大地作为回路,当一条线路发生故障时, 换流器可为余下的线路供电。这些导线有一定的过载能 力,能承受比正常情况更大的功率。
6.1.3 高压直流输电的结构类型
高压直流输电工程的系统结构可分为两端直流 输电工程和多端直流输电工程两大类。 两端直流输电系统与交流系统只有两个连接端 口,一个整流站和一个逆变站,即只有一个送 端和一个受端。 多端直流输电系统与交流系统有三个或三个以 上的连接端口。
直流输电工程按照直流联络线可分以下几类:
我国对高压直流输电的研究
起步较晚
1. 4. 我国第一个交直流并联运行系统天生桥—广州直流 输电工程于2001年6月全面建成投运,该工程线路长度 约980km,送电容量为1800MW,电压为±500kV。嵊 泗高压直流输电工程是我国自行设计和建造的海底电缆 高压直流工程于2002年全部建成。
2. 5. 三峡工程的兴建、全国联网和西电东送步伐的进一 步加快,为扩大高压直流输电技术的应用创造了良好的 条件。
(1)单极联络线
直流输电系统中换流站出线端对地电位为正的称为正、
极,对地电位为负的称为负极。在单级系统中,一般采用
正极接地,相当于输电系统中只有一个负极,称为单级系
统的负极运行。
-
I
-
图6-2 单级HVDC联络线
采用负极运行的优点是:直流架空线路受雷击的概率以 及电晕引起的无线电干扰都比正极运行时少。单级系统 的构成方式可分为大地(海水)回流和金属导线回流。
1.高压直流输电的优点 (1) 直流输电架空线路的造价低、损耗小。 (2) 高压直流输电不存在交流输电的稳定性问题,直流电缆
中不存在电容电流,因此有利于远距离大容量送电。 (3) 高压直流输电可以实现额定频率不同(如50Hz、60Hz)
的电网的互联,也可以实现额定频率相同但非同步运行 的电网的互联。 (4) 采用高压直流输电易于实现地下或海底电缆输电 (5) 高压直流输电容易进行潮流控制,并且响应速度快、调 节精确、操作方便。而交流线路的潮流控制比较困难。 (6) 高压直流输电工程便于分级分期建设和增容扩建,有利 于及早发挥投资效益。
2. 直流输电的缺点
(1)直流输电的换流站比交流变电站设备多、造价高、结构复 杂、运行费用高。
(2)换流器工作时需要消耗较多的无功,需要进行无功补偿。 (3)换流器工作时,在直流侧和交流侧均产生谐波,必须装设
滤波装置,使换流站的造价、占地面积和运行费用大幅度 提高。 (4)直流电流没有电流的过零点,灭弧较难。因此高压直流断 路器制造困难,不能形成直流电网。 (5)直流输电利用大地(或海水)为回路会产生一系列技术性问 题。
3.
2004年底,三峡—常州、三峡—广东、贵州—广东
±500kV、3000A、3000MW的高压直流输电工程投运,
标志着我国的高压直流输电技术已跨入世界先进行列。
随着电力电子技术的进步和高压直流输电设备价格的下
降,将使压直流输电的优势更加明显,在未来的电力系
统中将会更具竞争力。
6.1.2 高压直流输电的特点
3. 1989年葛洲坝—上海高压直流输电工程的投入运行,标志我 国高压直流输电工程已迈入世界先进行列。该直流系统采用 500kV双极联络线,额定容量为1200MW,输电距离为 1045km,它的建成把华东、华中这两个装机容量超过14GW 的大电网连接起来,形成了我国第一个大电网联合系统,使 长江葛洲坝水电站的电能源源不断送往上海。
高压直流输电自20世纪50年代兴起至今,全世界有80 多项高压直流输电系统投入运行 。
巴西伊泰普直流 输电工程
南非英加—沙巴 直流输电工程
架空线路最高电压(±600kV) 和最大输送容量(6300MW)
最长架空直流线路传送距离(1700km) )
英法海峡直 流输电工程
电缆线路的最大输送容量2000MW)
瑞典—德国的波罗的 海高压直流输电工程
俄罗斯—芬兰之间的维堡 高压直流输电工程
电缆线路的最高电压(450kV)和最 长距离(250km)
背靠背换流站的最大容量 (1065MW)
我国对高压直流输电的研究
起步较晚
1. 1977年在上海建设成并投运了我国第一条31kV、4650kW, 长8.6km的直流输电试验线路。
第6章 高压直流输电
6.1 高压支流输电概述 6.2 换流器的工作原理 6.3 高压直流输电系统的谐波抑制及无功补偿 6.4 高压直流输电的基本控制原理
6.1 高压直流输电概述
高压直 流输电
(HVDC)
将发电厂发出的交流电通过换流 器转变为直流电(即整流),然后 通过输电线路把直流电送入受电 端,再把直流电转变为交流电供 用户使用(即逆变)。
电力电子技术的一个重要应用领域,与其他应用技 术相比,其实用化较早、电压与功率等级最高。
6.1.1 高压直流输电的发展
1882年 诞生
20世纪 50年代
后
1954年
20世纪70 年代晶闸 管阀出现
1882年,法国物理学家德普勒用1500~2000V的直流发电机 经57km的线路,把电力由米斯巴赫煤矿传送到在慕尼黑举 办的国际展览会上,标志着直流输电技术的诞生。
(2)双极联络线
双极联络线有两根导线,一正一负,每端有两个额定电
压的换流器串联在直流侧,两个换流器间的连接点接地。
正常来自百度文库,两极电流相等,无接地电流。若因一条线路故障
而导致一极隔离,另一极可通过大地运行,承担一半的额
定负荷,或利用换流器及线路的过载能力,承担更多的负
荷。
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I
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I
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图6-3 双极联络线结构
随着电力系统的迅速发展,带来远距离输电同步稳定性等一 系列问题。
瑞典建成通过海底电缆向果特兰岛供电的±100kV、90km、 20MW、采用汞弧阀变流的直流输电工程。
标志着直流输电进入了一个新的时期。第一个采用晶闸管阀 的大规模高压直流输电系统是于1972年建立的依尔河系统, 它是连接加拿大新不伦威克省和魁北克省的一个 ±80kV/320MW背靠背高压直流输电系统。
(3)同极联络线
同级联络线导线数不少于两根,所有导线同极性。通 常导线为负极性,因为这样由电晕引起的无线电干扰较 小。系统采用大地作为回路,当一条线路发生故障时, 换流器可为余下的线路供电。这些导线有一定的过载能 力,能承受比正常情况更大的功率。
6.1.3 高压直流输电的结构类型
高压直流输电工程的系统结构可分为两端直流 输电工程和多端直流输电工程两大类。 两端直流输电系统与交流系统只有两个连接端 口,一个整流站和一个逆变站,即只有一个送 端和一个受端。 多端直流输电系统与交流系统有三个或三个以 上的连接端口。
直流输电工程按照直流联络线可分以下几类:
我国对高压直流输电的研究
起步较晚
1. 4. 我国第一个交直流并联运行系统天生桥—广州直流 输电工程于2001年6月全面建成投运,该工程线路长度 约980km,送电容量为1800MW,电压为±500kV。嵊 泗高压直流输电工程是我国自行设计和建造的海底电缆 高压直流工程于2002年全部建成。
2. 5. 三峡工程的兴建、全国联网和西电东送步伐的进一 步加快,为扩大高压直流输电技术的应用创造了良好的 条件。
(1)单极联络线
直流输电系统中换流站出线端对地电位为正的称为正、
极,对地电位为负的称为负极。在单级系统中,一般采用
正极接地,相当于输电系统中只有一个负极,称为单级系
统的负极运行。
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图6-2 单级HVDC联络线
采用负极运行的优点是:直流架空线路受雷击的概率以 及电晕引起的无线电干扰都比正极运行时少。单级系统 的构成方式可分为大地(海水)回流和金属导线回流。
1.高压直流输电的优点 (1) 直流输电架空线路的造价低、损耗小。 (2) 高压直流输电不存在交流输电的稳定性问题,直流电缆
中不存在电容电流,因此有利于远距离大容量送电。 (3) 高压直流输电可以实现额定频率不同(如50Hz、60Hz)
的电网的互联,也可以实现额定频率相同但非同步运行 的电网的互联。 (4) 采用高压直流输电易于实现地下或海底电缆输电 (5) 高压直流输电容易进行潮流控制,并且响应速度快、调 节精确、操作方便。而交流线路的潮流控制比较困难。 (6) 高压直流输电工程便于分级分期建设和增容扩建,有利 于及早发挥投资效益。
2. 直流输电的缺点
(1)直流输电的换流站比交流变电站设备多、造价高、结构复 杂、运行费用高。
(2)换流器工作时需要消耗较多的无功,需要进行无功补偿。 (3)换流器工作时,在直流侧和交流侧均产生谐波,必须装设
滤波装置,使换流站的造价、占地面积和运行费用大幅度 提高。 (4)直流电流没有电流的过零点,灭弧较难。因此高压直流断 路器制造困难,不能形成直流电网。 (5)直流输电利用大地(或海水)为回路会产生一系列技术性问 题。
3.
2004年底,三峡—常州、三峡—广东、贵州—广东
±500kV、3000A、3000MW的高压直流输电工程投运,
标志着我国的高压直流输电技术已跨入世界先进行列。
随着电力电子技术的进步和高压直流输电设备价格的下
降,将使压直流输电的优势更加明显,在未来的电力系
统中将会更具竞争力。
6.1.2 高压直流输电的特点