轻型直流输电适用于风电场的电力传输新技术

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电力电子技术在风力发电中的应用

电力电子技术在风力发电中的应用摘要：随着社会的不断发展，环境保护日益成为当今社会的热点话题。

但是，尽管如此，传统的火力发电技术依旧存在许多缺陷，不仅不能有效地提升环境质量，还不能实现可持续发展，这种状况令人深感担忧。

随着全球对环境的日益关注，风力发电这一可持续的能源，正在被越来越多的人们采纳并广泛应用。

通过应用先进的电力电子技术，可以极大地改善风力发电系统的性能，同时也可以极大地减少它的运营成本，从而起到至关重要的社会效益。

关键词：风力发电;电力电子;风能控制;储能引言：随着技术的进步，风能作为一种新型的、可持续的、低污染的可再生能源，其开发与利用不仅可以有效地缓解能源短缺，而且还可以显著降低环境污染。

因此，风力发电技术已经在各行各业中得到了普遍的应用，然而，由于传统的电子元件难以满足其高效的运行需求，从而导致其整体的运行效率受到一定的影响。

相较于传统技术，电力电子技术拥有更多的优势，它不仅可以显著提高系统的效率，而且还能够极大地改善运行质量，从而为推动风力发电的长期稳定发展作出了巨大的贡献。

1.电力电子技术概述电力电子技术是一种革命性的、先进的、可持续的、智能的电力系统管理手段，它利用多种电子设备和元件，实现对电网的有效调节，极大地提升了电网的安全性与稳定性。

经过深入的研究，我们发现，这种技术的核心组成部分，如电路、装置、相关器件，均为半导体材料，并建立在电子学的原理之上。

随着科学技术的进步，这些新型技术已经被广泛应用于多个领域，尤其是在电力行业，为实现可持续发展做出了巨大贡献。

2.风力发电技术分类2.1水平轴风力发电技术水平轴风力发电技术是一种可持续发展的新型能源，其中升力式和阻力式两大类均具有较高的旋转速度，可以提供更大的能量，因此，在大多数情况下，它们都被广泛应用于风能发电领域。

通过采用水平轴风力发电技术，可以实现对风向的精确控制，从而大大降低能耗，同时也可以节约资源，减少污染。

为了达到节能减排的目标，小型风力发电系统必须配备有效的尾舵装置，以确保安全性。

智能电网试题

第二轮次（选择、判断）一、填空题（每题1分，共60分）1、智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。

2、智能电网具备的主要特征是：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化。

3、智能电网是电网技术发展和社会经济发展的必然选择。

4、坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征的现代电网。

5、坚强智能电网包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现了“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合。

6、坚强的内涵是指具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应。

‘7、特高压输电具有远距离、大容量、低损耗、高效率的优势。

8、坚强智能电网的发展，使得电网功能逐步扩展到促进能源资源优化配置、保障电力系统安全稳定运行、提供多元开放电力服务、推动战略性新兴产业发展等多个方面。

9、建设坚强智能电网将促进特高压、柔性输电、经济调度等先进技术的推广和应用，降低输电损失率，提高电网运行经济性。

10、建设坚强智能电网可以显著提高电网对清洁能源的接入、消纳和调节能力，有力地推动清洁能源的发展。

11、智能发电的发展目标是通过深入研究和应用网厂协调技术、风电及太阳能发电并网技术和大容量储能技术，促进电源结构优化，适应清洁能源规模化发展。

12、智能发电主要涉及常规能源、清洁能源和大容量储能应用等技术领域。

13、在清洁能源方面，智能电网主要开展风电场、光伏电站的建模、系统仿真、功率预测和并网运行控制等先进技术的研发及推广应用。

14、与广泛使用的常规能源（如煤、石油、天然气、水能等）相比，新能源是指在新技术基础上开发利用的非常规能源，包括风能、太阳能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核聚变能、天然气水合物能源等。

15、并网型风力发电系统是指风电机组与电网相联，向电网输送有功功率，同时吸收或者发出无功功率的风力发电系统。

轻型直流输电的应用

轻型直流输电的应用【摘要】本文主要阐述的是轻型直流输电的应用。

先概述了轻型直流输电的特点及优势，然后介绍了其对应的各种应用场合。

选取了其中一种应用，vsc-hvdc应用于清洁能源（以海上风电为例），进行了详细的阐述。

最后介绍了轻型直流输电在我国的应用前景。

【关键词】轻型直流输电；应用；海上风电；应用前景1 轻型直流输电应用概述1.1轻型直流输电特点轻型直流输电技术是一种基于可关断电力电子器件电压源换流器（vsc）和脉宽调制技术的直流输电技术。

轻型直流输电的特点和优势主要有:①控制灵活，可以独立的控制有功功率和无功功率；②可以工作在无源逆变方式，受端可以使无源网络；可以灵活控制潮流方向；不增加系统短路功率；通过模块化设计使hvdc light的设计、生产、安装和调试周期的缩短，换流站占地面积更小；⑥每个站可以独立控制，易于实现无人值守。

1.2轻型直流输电的应用场合基于以上提到的hvdc light的特点和优势，轻型直流输电的主要应用场合有：（1）清洁能源发电。

受环境条件限制，清洁能源发电一般装机容量小、供电质量不高并且远离主网，如中小型水电厂、风力发电站（含海上风力发电站）、潮汐电站、太阳能电站等，由于其运营成本很高以及交流线路输送能力偏低等原因使采用交流互联方案在经济和技术上均难以满足要求，利用轻型直流输电与主网实现互联是充分利用可再生能源的最佳方式，有利于保护环境。

（2）提高配电网电能质量。

非线性负荷和冲击性负荷使配电网产生电能质量问题，如谐波污染、电压间断、电压凹陷、突起以及波形闪变等问题，使一些敏感设备如工业过程控制装置、现代化办公设备、电子安全系统等失灵，造成很大的经济损失，轻型直流输电可分别快速控制有功、无功的能力并能够保持电压基本不变，使电压、电流满足电能质量标准要求，将是未来改善配网电能质量的有效措施。

（3）异步连接。

比邻两交流系统异步运行时不能交换功率，无法相互提供多余的发电容量，须各有独立的调峰电厂。

基于VSC_HVDC的风电系统低电压穿越技术综述_章心因

1,2
2
1
1
ZHANG Xin-yin , WU Zai-jun , HAO Si-peng , CHENG Gui-lin
（1. Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China.
2. School of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China）
图3 PMSG的两种LVRT方案 Fig.3 Two LVRT implementations in PMSG 对于DFIG机组，按硬件电路装设的位置可分为定子侧、直流母线、转子侧三种。文献［11］在电网侧串联变流器，相当于一台动态电压恢复器，具有优良的LVRT能力；文献［12］在DFIG 定子与电网之间接了一组并联双向交流开关的电阻阵列，通过调节整个装置的等效阻抗保证机端电压。文献［13］提出短暂中断的概念，但解列期间不利于电网的稳定。文献［14］对其进行了改进，在定子切除期间，保持励磁变流器与电网连接，向电网提供无功。该方法可以避免电网电压骤降对DFIG的冲击，但并非真正意义上的不脱网运行，对电网恢复的作用有限。转子侧的常用方法是采用撬棒电路保护励磁变
0引言随着风电比重快速增加，对电网的影响也越来越
大，电力系统对风电机组并网提出了类似常规发电机组的技术要求。尤其在风电穿透功率较高的情况下，电网故障时不能采取简单的保护式解列方案，而是要求风电机组具备一定的故障穿越能力，以维护电网稳定。
VSC-HVDC是一种新型直流输电技术，风电场通过VSC-HVDC系统并网，电压稳定、电能质量和穿透功率都能得到显著提高。尤其在我国风电急速发展遭遇“输电瓶颈”的地区，采用该输电方式解决远距离大

柔性直流输电技术和上海示范工程简介

柔性直流输电技术和上海示范工程简介摘要：柔性直流输电技术是一种适用于小功率传输的新型直流输电技术。

本文阐述了柔性直流的工作原理和应用优势，并简要介绍了上海南汇风电厂柔性直流输电示范工程。

关键词：柔性直流传统直流上海示范工程1、引言柔性直流输电（VSC-HVDC）技术是一种以电压源换流器（VSC）、可控关断器件和脉宽调制（PWM）技术为基础的新型直流输电技术。

与传统直流输电相比，具有控制灵活方便、提高系统稳定性，增加系统动态无功储备，改善电能质量、节约建设用地等技术优势，适用于可再生能源并网、孤岛供电、非同步互联、城市电网供电等多方面。

2、柔性直流输电技术原理与特点2.1 柔性直流输电原理轻型直流输电是在电压源换流器(VSC)技术和门极可关断晶闸管（GTO）及绝缘栅双极晶体管(IGBT)等全控型功率器件基础上发展起来的，由高频开关器件IGBT构成的正弦脉宽调制（SPWM）式VSC，换流器的单相电路如图1所示。

1——直流电容器；2——IGBT；3——续流二极管；4——换流电抗器；5——换流电容器图1 换流器单相图其工作原理是：把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。

通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多。

工频正弦波控制信号经与三角波载波信号比较产生触发信号，见图2。

VSC换流器可单独调节有功功率和无功功率。

有功功率计算公式：无功功率计算公式：式中、分别为VSC输出电压和母线电压基频分量的有效值，为与的相位差，X为换流电抗器的电抗。

2.2 柔性直流输电特点与传统直流输电相比，柔性直流输电主要有以下技术特点：(1)VSC电流能够自关断，可以工作在无源逆变方式，不需要外加的换向电压，从而克服了传统直流输电受端必须是有源网络的根本缺陷，使利用直流输电为远距离的孤立负荷送电成为可能。

(2)正常运行时VSC可以同时且独立控制有功和无功，控制更加灵活方便。

轻型高压直流输电

轻型高压直流输电——一项为了更好环境的新技术Lars Weimers ，ABB Power Systems Ludvika, Sweden1.绪论一种新型的输配电技术——轻型高压直流输电，它使得将小规模、可再生能源发电设备连接到主交流电网变的在经济上可行。

反之亦然，运用相同的技术，像岛屿、采矿区和钻井平台这些偏远地区也能得到主电网的供电。

从而消除他们对效率底下且污染环境的、诸如柴油发电机的需求。

这电压、频率、有功和无功都能够合适地、单独地控制。

轻型高压直流输电技术还依赖于新型的能代替架空线的地下电缆。

同样重要的是，轻型高压直流输电技术具有甚至最复杂的交流系统都不具有也不可能具有的控制能力。

●连接小规模的可再生能源发电到主交流电网●提供偏远地区电网负荷隔离●灵活的传输系统一百年前，变压器和三相系统让交流电高效、经济地通过远距离传送并配发给大量用户成为了可能。

从此以后，输电配电各方面都通过技术手段的改进和演变得到了发展。

这种交流输配电技术使得将发电厂建在最佳位臵上并有效利用成为可能。

这也可以得到巨大的环境收益。

火电厂被建设在可以通过高效率运输系统提供燃料的地方，因此能减少浪费和污染。

水电站被建设在水力资源能得到最大利用的地方，大型发电厂相比许多小型发电厂来说意味着需要更少的架空线路。

然而，如今的交流输配电系统至少原则上是基于一个几百年不变的原理：要发电，用变压器提高电压、输电、降电压和配电。

但除了被公认的优点以外，交流输配电系统适应无数小规模的在建发电厂，或者日益复杂而多变的生产负载需求是很复杂和昂贵的。

环境问题和有关法规也限制了制定新的通行权方式和小规模的化石燃料发电厂，例如柴油发电厂。

这些新的趋势都需要复杂的网络，这网络必须能够配合生产中大负荷的频繁变化和严格的环保法规。

同时，在这样复杂的网络里，电压电流需要精确的控制以便电网稳定和经济。

2.技术如它的名称描述的，轻型高压直流输电技术就是利用直流去输电的技术。

浅谈海上风电场输电方式

浅谈海上风电场输电方式摘要：随着绿色能源的不断发展，我国海上风电发展快速，其中海上风电输电系统具有重要的作用。

海上风电可以保证我国东部的能源电力供应，我国海上风电项目逐步由近海浅水区向深水区拓展，相关输电方式成本性越发凸显，选取合适的输电方式、降低成本是海上风电逐渐向深远海化、规模化发展的关键。

本文主要讲解海上风电场轻型直流输电方式的情况。

关键词：海上风电场；输电方式；研究在我国海上风能中具有丰富的资源，在5米到25米水深，50米高度的位置具有2亿千瓦的海上风电开发潜力；在5米到25米水深，70米高度的位置具有5亿千瓦的海上风电开发潜力[1]。

另外在深远海、近岸潮间带等也有丰富的风能资源。

我国海上风电资源多集中在东部沿海地区，海上风电的开发，有利于推动工业的绿色转型发展，减少化石能源应用，保证能源电力供应。

但是由于运行以及施工环境恶劣，海上风电的建设、电能输送以及运行维护的成本高于陆上风电，制约海上风电的大规模发展。

海上风电场的场地面积要多于陆上风电场，风电机组之间距离更大，且具有分散化、间歇性等特点，增加与电力系统之间稳定连接的难度。

1 传统海上输电系统的概述海上风电场连接陆上电网过程中主要使用高压直流输电方式或者高压交流输电方式[2]。

高压交流输电方式主要适合近距离输送或者小规模输送。

在高压交流输电方式中，实施方案成熟度较高，近海输电的结构简单，成本比较低，具有较高的可靠性，工程的运行经验比较丰富，但高压交流输电方式具有明显长距离输送电缆电容效应、突出的过电压问题、很难控制无功电压等缺点。

高压直流输送方式可以分为基于电压源换流器的高压直流输电以及基于线性整流换流器的高压直流输电。

在线性整流环流器的高压直流输电中对附属设备以及换流器站具有较高的要求，还需要具有较多空间，需要非常大的海上换流器平台，在运行过程中很容易受到交流网络的干扰，如果出现这种干扰，会造成高压直流输电系统的切断，因此这种技术不适合在海上风电输电中应用。

海上风电柔性直流输电及变流器技术徐孝峰

海上风电柔性直流输电及变流器技术徐孝峰发布时间：2021-08-30T05:19:15.020Z 来源：《河南电力》2021年5期作者：徐孝峰江丁勇林圣辉[导读] 近些年来，风电产业在我国技术和政策的支持下，得到了快速发展，而柔性直流输电不仅具备调节速度快，运行可靠等优势，而且还可以提高系统运行的稳定性，因此在海上风电中得到广泛应用。

（华电（福建）风电有限公司福建福州 350000）摘要：基于气候变化和能源短缺的双重压力下，发展可再生能源势在必行。

而风能作为可再生能源取之不尽、用之不竭，这就使得海上风电具备比较好的发展前景。

同时，海上风电柔性直流输电也得到了国内外学者的青睐，但是传统DFIG风电变流器无法满足海上风电发展需求，此时就需要引进先进的变流器技术，以此来更好的推动海上风电发展。

关键词：海上风电；柔性直流输电；变流器近些年来，风电产业在我国技术和政策的支持下，得到了快速发展，而柔性直流输电不仅具备调节速度快，运行可靠等优势，而且还可以提高系统运行的稳定性，因此在海上风电中得到广泛应用。

柔性直流输电属于新型直流输电技术，其一般是指在绝缘栅双极晶体管和电压源换流器的基础上研发而来，系统具备理想的自关断电流能力。

在海上风电领域，为了充分发挥柔性直流输电的优势，还需要合理引进变流器技术，下面将会对其进行全面、系统的研究。

1.海上风电柔性直流输电概述在海上风电发展过程中，柔性直流输电技术得到了广泛应用，其具备可向无源网络供电、无需额外增加无功补偿设备、能实现输电系统无功功率与有功功率独立控制等优点，可以更好的满足长距离输电要求，因此成为海上风电首选技术。

目前，在国外柔性直流输电技术已经得到大面积的推广，并产生了比较理想的环保和经济效益。

如今，大多数海上风电厂电能直流输送选择了基于轻型高压直流输电背景下的发电机集中控制并网方案，如图1所示，通过升压变压器升压后，风力发电机传输的交流电通过交流海底电缆运输至公共交流母线上，而且此时的交流电通过送端直流输电变流器转化为直流电，并且通过轻型HVDC海底电缆传输至岸上受端换流站，最后通过受端直流输电变流器将其转化成交流电后传输至公共电网使用。

电力系统中直流输电技术的应用及其经济效益分析

电力系统中直流输电技术的应用及其经济效益分析随着时代的发展和科技进步，电力系统的建设和改造也在不断地加强。

而直流输电技术作为一项先进的输电技术，在电力系统中的应用也越来越广泛。

本文将探讨直流输电技术在电力系统中的应用以及其带来的经济效益。

一、直流输电技术的基本原理1.1 直流输电技术的定义直流输电技术，顾名思义，就是指将电能通过直流电路输送到相应的终端，无需经过交流变电站或其他交流设备进行转换，从而提高系统的能效和稳定性。

1.2 直流输电技术的优势与交流输电技术相比，直流输电技术有着更为显著的优势。

具体表现在以下几个方面：（1）高效节能。

直流输电的能效比交流输电更高，可以节省输电过程中的能量损失。

（2）传输距离远。

相比较交流输电，直流输电在传输距离上具有更大的优势。

因此，在远程输电时，直流输电技术的优势更加明显。

（3）支持大容量输电。

直流输电技术可以实现高电压、大容量的输电，适用于大型电力系统的建设。

（4）更高的安全性和可靠性。

由于直流输电不需要经过变频器等设备，所以整个过程中的电量稳定性更高，导线损耗少，从而提高了系统的安全性和可靠性。

二、直流输电技术在电力系统中的应用2.1 直流输电技术在远程输电中的应用作为直流输电技术最为显著的特点，远程输电是直流输电技术在电力系统中的主要应用之一。

在远距离输电时，交流电就会经过多次的变频处理，导致能量损失和电量不稳定。

而直流输电则直接将电能输送到目的地，这种方式更加高效和稳定。

例如，我国“西电东送”工程，便是利用直流输电技术进行远距离输电的典型案例。

2.2 直流输电技术在海洋风电场的应用近年来，随着全球注重环保和可持续发展的意识不断加强，海洋风电的兴起日益强劲。

而海洋风电产生的电能需要通过输电线路输送回岸上电力系统进行利用。

由于海洋环境的特殊性，交流输电的建设难度较大。

而直流输电技术则可以克服这一难题，为海洋风电的开发提供了可靠的输电方式。

2.3 直流输电技术在特殊工况下的应用除了远距离输电和海洋风电场，直流输电技术还可以在一些特殊工况下进行应用。

风力发电电能质量问题及治理措施浅析

风力发电电能质量问题及治理措施浅析摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，风力发电项目建设越来越多。

风电场并网运行过程中会对整个电网电能质量产生一定干扰，本文就风力发电电能的质量问题及治理措施进行研究，旨在提升电网电能质量，为人们提供更加优质的电力服务，并为相关研究提供一些参考。

关键词：风力发电；电能质量；存在问题；解决对策引言风能的清洁性强、可再生性显著。

通过大力发展风力发电技术，可以有效缓解各领域生产经营建设期间的用电紧张问题。

现阶段，风力发电在我国已初具规模，但风力发电并网会对电能质量造成不同程度影响，导致电力系统运行期间的安全性与平稳性无法得到根本上保障。

因此，为充分发挥出风力发电技术积极作用，还需要分析存在于风力发电期间的电能质量问题，制定专项可行解决对策。

1风力发电技术概述利用大风发电一般是将大风能量转换为驱使电机的机械力，再经过发电厂完成能量转变，从而生成的电量。

技术的应用分析方法一般是：（1）风机种类。

一般根据装机容量指标加以分类，一般包括中小型机、中型机、较大型机，还有特殊型机。

通常，风机的体积越大，其桨叶的直径也就大。

而按照风力速度指标，可以精细地分为恒速机、变速机，或者多态定速机。

（2）装置的结构与功能解析。

运转的风力发电机组，组成结构包含风轮、机舱、塔筒和基础部分。

运转的风轮中学，组成结构包含叶片和变桨机构等。

叶片的形态如何，关系到风能的吸收多少。

工作中，当风机速度如果超过切出风力，则经过调节转动状态的叶尖，就能够进行气动制动。

（3）风机控制方法。

目前常用的并网发电机，种类分为双馈机、双速异步机及其自变速的风力发电机。

新的并网技术，引进了模糊控制技术，可以有效调节转速或者输出功率。

同时运用神经网络，对桨距角加以限制，从而预知了风轮气动特性，有着不错的效果。

当风电场达到并网工作条件后，吸收无功，为提高工作效率，给风电场配备SVC和其他无功补偿装置，降低由于输入能量造成的设备振动现象，改善设备工作状况。

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。

直流输电技术在风力发电系统中的应用

直流输电技术在风力发电系统中的应用摘要：随着生活水平的提高，电力应用在各个行业中，把风力发电技术作为清洁能源发展的重要方向之一，集中全力来提高风力发电的技术水平，并且有信心攻克风力发电在电能传送过程中存在的相关世界性技术难题，国家要在发展过程中，对现有和未来的风力发电的组织结构做出合理规划与安排，以此来保证我国风力发电产业的良好的发展势头。

在未来五年中，尽可能让我国的风力发电机总量达到十五到二十的吉瓦总量。

在开发陆上风力资源的同时，着手开发海上风能资源，为保护环境做出自己的一份贡献，同时也加快了社会的发展。

关键词：直流输电技术；风力发电；应用1直流输电控制系统结构和原理1.1控制系统的结构可以说，电压、电流和功率是直流输电系统最为重要的几项参数，不论哪种情况，都会对参数产生影响，如果系统在运行中，供电负荷出现小的变化、电压呈现不稳定波动，则会扰动参数出现微妙变化，影响供电的稳定可行，要想实现安全供电，稳定供电，则需要在直流输电系统中做好动态设计，使系统运行更加科学，要通过有效的控制，对动态响应特性进行分析与预防，形成完善的控制策略，使结构组更加合理。

在设计过程中，需要把握好几个单元的概念：一是测量显示单元的设计，实现对系统电气、机械和热量等参数信息实时进行测量、记录和显示等，这样才能保护系统良好运行。

二是设计脉冲产生单元，对脉冲输出功能做控制。

三是保护单元的设置，通过对系统的良好保护，实现系统换流桥，防止系统工作过程中出现意外事故，避免出现设备受损。

四是程序控制单元的设计，主要作用是在上述三个单元功能协调运行基础上，保证工况发生变化的时候，能够快速反应，实现对换流阀的良好控制，保护系统安全运行。

1.2直流输电的原理在20世纪90年代前期，普通的直流输电装置和交流输电装置已经与社会经济的发展速度严重脱节，在这一时期，加拿大的工程师率先提出了直流输电这一相关理论成果，紧接着，这一理论被世界各地的科研机构与研究人员所关注。

直流电力传输技术

直流电力传输技术随着电力需求的不断增长，电力传输技术在过去几十年里取得了巨大的突破和进步。

直流电力传输技术作为一种有效的替代方案，逐渐受到了广泛的关注和应用。

本文将介绍直流电力传输技术的原理、应用领域以及未来发展前景。

一、直流电力传输技术的原理直流电力传输技术是指将电能以直流形式进行传输和分配的技术。

与交流电相比，直流电有许多优势。

首先，直流电的传输损耗较低。

由于直流电不会出现交流电的电流和电压波动，传输过程中的能量损耗更小。

其次，直流电具有较低的电磁辐射。

交流电在传输过程中会产生较大的电磁辐射，对周围环境和人体健康有一定程度的影响，而直流电辐射相对较小。

此外，直流电的调节和控制更加方便，对电力系统的稳定性和可靠性有着积极的影响。

二、直流电力传输技术的应用领域1. 长距离电力输送直流电力传输技术在长距离电力输送方面具有明显的优势。

在传统的交流电传输系统中，电力输送的距离受到线路电阻和电感的限制，存在较大的能量损耗。

而直流电传输系统则可以有效地克服这些问题，使得电力输送的距离更远，传输损耗更小。

因此，直流电力传输技术广泛应用于大型水电站、风电场等能源基地与远处城市的电力供应。

2. 市区电力分配在市区电力分配方面，直流电力传输技术也显示出了巨大的潜力。

市区电网通常面临着电压波动、谐波污染等问题，这些问题对电力质量和稳定性带来了一定的挑战。

而直流电力传输系统提供了一种稳定可靠的电力分配解决方案。

通过采用直流电力传输技术，可以提高电网的稳定性和负载适应能力，有效降低市区电力分配系统的损耗和成本。

3. 新能源接入随着新能源的快速发展和应用，直流电力传输技术在新能源接入方面也具有重要意义。

新能源发电设备一般采用直流输出，如果通过交流电力传输系统接入电网，需要进行大量的电能转换和逆变，这样不仅会增加能量损耗，还会影响电力系统的稳定性。

而直流电力传输系统可以直接接入新能源发电设备，充分利用其直流输出的特点，提高能量利用效率，减少系统的损耗。

风电并网新技术——柔性直流输电详解

风电并网新技术——柔性直流输电详解“通俗地讲，在现有的电网中使用了柔性直流输电系统，相当于在电网中接入了一个阀门和电源，它不仅可以有效地掌握其上面通过的电能，隔离电网故障的集中，而且还能依据电网需求，自身快速、敏捷、可调地发出或者汲取一部分能量。

”中国电科院贺之渊博士介绍道，“这对优化电网的潮流分布，增加电网稳定性，提升电网的智能化和可控性，都具有肯定的作用。

”从技术上来说，柔性直流输电是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，其采纳最先进的电压源型换流器和全控器件，是常规直流输电技术的换代升级。

相比于沟通输电和常规直流输电，在传输能量的同时，还能敏捷地调整与之相连的沟通系统电压。

具有可控性较好、运行方式敏捷、适用场合多等显著优点。

沟通并网的技术瓶颈目前，使用沟通并网是绝大多数风电场并网的选择。

但是风电场通过沟通并网目前普遍存在一些技术瓶颈：首先，使用沟通并网需要风电场和所连接的沟通系统必需严格保持频率同步，而风机对并网处沟通母线电压波动较为敏感。

现有运行阅历表明，沟通系统电压波动是风机退网的主要缘由之一。

其次，在沟通系统发生故障的状况下，风电场的稳定运行往往需要在母线出线端加装无功补偿装置，从而提高风场的故障穿越力量。

但这样一来加大了风电场投资，另外补偿装置对风机的最大风能捕获及风机掌握器本身，都有可能造成不利影响。

最终，对于海上风电场来说，假如使用沟通电缆连接，当电缆长度超过肯定数值后，需要很大的感性无功补偿装置，尤其是对于距离岸边较远的风电场来说，在线路中间进行无功补偿几乎没有可能。

而使用柔性直流输电电缆理论上没有距离限制，所以当超过肯定的等价距离后，一般大于50~100千米，使用直流并网是最合理的选择。

常规直流输电存问题常规直流需要所连沟通系统供应换相电压，比较简单发生换相失败的故障，这对于风电场来说大大降低了其平安稳定运行的力量。

常规直流在传输同样容量的功率时，比沟通和柔性直流输电方案的占地面积要大得多(两倍以上)，因此不适合风电场使用。

直流输电的特点及发展前景

直流输电的特点及发展前景直流输电是一种将电能以直流形式进行输送的电力传输方式。

相对于传统的交流输电方式，直流输电具有以下几个显著的特点：1.低损耗：直流输电的输电线路导线的线电阻损耗远远小于交流输电线路，因此直流输电可以减少输电线路的损耗，提高电能传输的效率。

2.远距离传输：直流输电不受交流输电系统的传输距离限制，可以实现远距离的电力传输。

这对于输送远离发电厂的电能具有重要意义，可以使电能更加均匀地分布于各地区。

3.节约空间：直流输电所需的导线的横截面积更小，相比于交流输电的线路，可以节约大量的导线材料，减少输电线路所占用的空间。

4.适用高压输电：直流输电更适用于高压输电，因为直流输电系统的故障电弧容易熄灭，对设备和系统的安全性更高。

5.稳定性强：直流输电在传输过程中可以很好地控制电压和电流，能够提供更加稳定的电力供应。

直流输电技术在过去几十年中得到了快速的发展，并且在当前的能源转型和电力系统升级中显示出广阔的应用前景：1.大规模电力输送：直流输电可以实现大规模电力的长距离传输，特别适用于跨国乃至全球范围内的电力输送，如远离海岸的海上风电场的电力输送等。

2.可再生能源的接入：直流输电能够方便地接入可再生能源，如风电、太阳能等。

由于可再生能源源头分布广泛且通常地理位置远离负荷中心，利用直流输电技术可以将这些能源高效输送到负荷中心，推动可再生能源的开发和利用。

3.智能电网建设：直流输电技术与智能电网的建设相结合，可以实现电网的优化、监控、调度和管理。

通过直流输电系统的信息传输和控制能力，可以实现电力系统的高效运行、降低供需风险和提高安全性。

4.电动交通发展：随着电动交通的发展，对电力供应的要求也越来越高。

直流快速充电技术可以通过直流输电实现高功率电能的快速输送，满足电动交通对电力的需求。

电气工程中的直流输电技术在电力系统中的应用分析

电气工程中的直流输电技术在电力系统中的应用分析直流输电技术近年来在电力系统中的应用越来越广泛，带来了诸多优势。

本文将对直流输电技术在电力系统中的应用进行分析，并探讨其对电气工程的影响。

一、直流输电技术的背景与发展随着经济的快速发展，电力需求不断增加，传统的交流输电系统出现了一些问题。

例如，线路电阻损耗大、无法有效传输长距离高功率电能、对系统稳定性要求高等。

直流输电技术由于其特殊的传输特性，逐渐成为解决这些问题的有效手段。

二、直流输电技术的优势1. 降低线路电阻损耗：直流输电系统中，线路电阻对输电能力的影响较小。

这是因为直流在传输过程中，电流不会因为线路电阻而引起损耗，从而降低了能量损失。

2. 高效传输长距离高功率电能：直流输电系统在长距离高功率电能传输方面具备明显优势。

与交流输电相比，直流输电无需考虑电流的频率和变压器的容量等因素，使得输电距离和功率限制大大提高。

3. 提高电网稳定性和可靠性：直流输电系统可以有效降低系统的电压损耗和电流波动，从而提高了电网的稳定性和可靠性。

这对电力系统的运行安全至关重要。

三、直流输电技术的应用案例1. 长距离跨海输电：直流输电技术被广泛应用于长距离跨海输电项目。

例如，中国的海上风电项目通过直流电缆将海上风电场发电的电能传输到陆地，解决了距离远、引入交流系统困难的问题。

2. 智能电网建设：直流输电技术在智能电网建设中也具有重要地位。

直流输电系统不受电网频率的限制，可以实现与直流电动车、光伏等分布式能源的有效集成，促进智能电网的可持续发展。

3. 铁路供电系统改造：直流输电技术还被应用于铁路供电系统的改造中。

直流输电系统能够提供稳定的供电，降低供电线损、提高供电质量，并且满足高速列车加速、减速过程中的能量回馈需求。

四、直流输电技术对电气工程的影响1. 拓宽了电气工程师的思维边界：传统的电气工程人员主要关注交流电系统的设计和运行，而直流输电技术的应用拓宽了他们的思维边界。

直流输电系统的分类

直流输电系统的分类直流输电系统是一种通过直流电流传输电能的电力输电系统。

与交流输电系统相比，直流输电系统具有更高的输电效率、更远的传输距离和更好的稳定性。

根据不同的分类标准，直流输电系统可以分为多个不同的类型。

一、按输电电压级别分类：1. 高压直流输电(HVDC)：高压直流输电是指输电电压在100 kV及以上的直流输电系统。

其具有输电损耗低、传输距离远、占地面积小等优点，广泛应用于电力长距离输送、交叉海峡输电和大容量风电、太阳能输电等领域。

2. 中压直流输电：中压直流输电是指输电电压在10 kV至100 kV之间的直流输电系统。

它适用于地区性输电、山区输电和远程农村电化等场景，可提供电力供应的可靠性和稳定性。

3. 低压直流输电：低压直流输电是指输电电压低于10 kV的直流输电系统。

这种输电系统主要用于城市地下电缆输电、短距离输电和建筑物内部电力输送等场景，如公共交通系统、电动车充电桩等。

二、按架设方式分类：1. 架空线路直流输电：该方式是通过架空的电力线路进行输电，其中导线悬挂于输电塔之间。

这种方式具有传输距离远、占地面积小、抗风能力强等优点，但受天气、环境和动力线的限制较大。

2. 地下电缆直流输电：该方式是通过埋设在地下的电缆进行输电，可有效解决架空线路受环境影响和视觉污染等问题。

然而，该方式的造价较高、施工复杂，且线路容量限制较大。

三、按输电距离分类：1. 远距离直流输电：适用于大型电站和负荷中心之间的长距离输电，如跨国、跨海、跨大陆输电等。

远距离直流输电系统一般采用高压直流输电，能够有效减小输电损耗和电力传输容量限制。

2. 局部直流输电：用于区域性输电或临近负荷中心的输电。

局部直流输电系统通常由中压或低压直流输电组成，能够更好地满足周边地区的电力需求。

四、按使用场景分类：1. 电力长距离输送：通过高压直流输电技术，实现电力长距离输送，特别是远距离或负荷中心较远的地区，以满足不同地区的电力需求，并提高电力的可靠性和稳定性。

并网接入及传输方式

图２异步发电机的晶闸管并网结构
２．３绕线式异步发电机绕线式异步发电机的转子上有三相绕组，可通
过集电环与外部相连，通过外接可变转子电阻，改变发电机的转差率。与转子相连的方法有３种：转差功率恢复、循环变换器和转子电阻斩波控制。
图３给出了转差功率恢复的常用结构：定子直接与电网相连，电力变换器与绕线转子相连［４］。其优点是功率调节相对简单。
表１风电技术的发展进程
名称
１９８０年
１９９９年未来
发电成本／美元·ｋＷ－１０．３５～０．４００．０５～０．０７＜０．０４资本成本／美元·ｋＷ－１２０００～３０００５００～７００＜４００
运行寿命／年
５～７
２０
３０
平均利用率／％
１５
２５～３０＞３０
有效性／％
［３］王承煦，张源．风力发电［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００３．［４］ＲＡＳＨＩＤＭＨ．电力电子技术手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，
２００４．［５］李永坚，周有庆，宋强．轻型直流输电技术的发展与应用［Ｊ］．
高电压技术，２００３，２９（１０）：２６－２８．
４风电在江苏的应用前景
（１）风电可作为江苏省占主导地位的火电的一种补充，缓解对煤的需求压力；
（２）利用ＨＶＤＣＬｉｇｈｔ技术将风电通过现有电网为集中区域进行供电，在减小火电用煤压力的同时可降低环境污染；
（３）充分利用建筑周围的风力资源，建造风能建筑，以节约能源；
（４）增加风电机组的装机容量，可降低风电的单位成本，提高风电的竞争优势。