最新柔性直流输电成套设计

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柔性直流输电

* Vc* V ' kp (I* I ) k ( I c c i c I c )dt
V ' Vs Rc I c js Lc I c
向无源网络供电时，无PLL，θs可由控制器决定
-33电力工程系
3.2 VSC-HVDC的控制策略
VSC-HVDC 功率外环控制
• 定直流电压控制
– 基于电压源换流器的高压直流输电技术（ VSC-HVDC）
-11电力工程系
1.2 不同输电方式的对比
-12-
电力工程系
1.2 不同输电方式的对比
LCC-HVDC VSC-HVDC
采用晶闸管，相当于电流源，直流电流单向流采用 IGBT （反并联二极管），相当于电压源，直通。流电流可双向流通。电网换相，需要较强交流系统支撑，否则存在自换相，可以给无源网络供电。换相失败的危险。控制有功时，无功也随之变化，吸收 40%-60% 可以同时相互独立的控制有功和无功，可以吸收/ 的无功，不能独立控制有功和无功。发出无功，可四象限运行。含有大量低次谐波，需大量滤波器及无功补偿不需无功补偿装置，只需少量高次谐波滤波器，装置，占地面积大。占地面积小，约为相同容量传统直流的20%。使用架空线路、电缆或二者结合。目前商用化工程使用电缆（有利于降低直流线路故障率，减小高次谐波对通信影响）。
2.2 VSC-HVDC的基本原理
• VSC的有功与无功：
P U s U c sin Xc
Q U s U s U c cos Xc
• 通过调节δ角可以控制VSC传输有功的大小和方向：
– 当δ＜0时，运行于整流状态，从交流电网吸收有功； – 当δ＞0时，运行于逆变状态，向交流电网发出有功。

一种适用于远距离输电的柔性直流输电系统

Ｓｙｓｔｅｍｃａｎｓａｆｅｌｙｓｗｉｔｃｈｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｂｉｐｏｌａｒａｎｄｕｎｉｐｏｌａｒｍｏｄｅ．Ｉｔｃａｎｂｅｃｈａｒｇｅｄｒｅｐａｉｒｉｎｓｉｎｇｌｅ — ｐｏｌｅ
ｆａｕｌｔ．Ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｂｙｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｐｏｗｅｒｍｏｄｕｌｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＨＶＤＣｌｅｆｘｉｂｌｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｏｆｆｓｈｏｒｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｓｏｌｉｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｌａｉｄｆｏｒ
变侧阀组的组成方式、对控制系统的分层控制系统
的描述介绍了柔性直流输电系统快速、独立地控制
设备技术日趋完善。柔性直流输电装置控制功能多
样化，阀组体积小，无需换流变压器，装置自身不需要滤波，可使换流站的结构简单。柔性直流输电
Ｐｌｕｓ－ｍｉｎｕｓＤＣｂｕｓｂｉｐｏｌａｒｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｍｏｄｅｏｆｌｅｆｘｉｂｌｅＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．

柔性交直流输电系统的设计与运行优化

柔性交直流输电系统的设计与运行优化随着电力需求的日益增长和可再生能源的广泛应用，柔性交直流输电系统作为一种能够高效、可靠地传输电能的技术逐渐引起了人们的重视。

本文将探讨柔性交直流输电系统的设计原理和运行优化方法，从而为构建可持续、高效的电力系统提供理论支撑。

一、柔性交直流输电系统的设计原理柔性交直流输电系统是一种通过交流和直流电输送电能的系统，其核心是柔性交直流变流器技术。

该技术通过将交流电转换为直流电，再经过逆变器将直流电转换为交流电，实现电能的传输与转换。

与传统的交流输电系统相比，柔性交直流输电系统具有以下设计原理：1. 多端口设计：柔性交直流输电系统具有多个直流和交流端口，通过合理配置这些端口，可以实现多个电源和负载的灵活连接和电能传输。

这种多端口设计可以提高系统的灵活性和可靠性。

2. 柔性电压调节：柔性交直流输电系统可以根据不同负载和电源的电压需求进行调节，从而优化电能传输效率。

通过控制变流器的输出电压和频率，可以实现对负载电压的精确控制，提高能源利用率。

3. 频率变换技术：柔性交直流输电系统可以通过变换交流电的频率实现电能的传输与转换。

通过调整变流器的频率，可以实现交流电的输送和转换，从而实现不同频率的电力之间的互相转换。

二、柔性交直流输电系统的运行优化方法为了实现柔性交直流输电系统的高效、稳定运行，需要采取一系列优化方法，包括功率控制、电能调度和电压控制等。

1. 功率控制：柔性交直流输电系统中的功率控制是保证系统稳定运行的关键。

通过控制变流器的输出功率，可以实现对负载电流和电压的精确控制。

同时，采用逆变器技术可以实现对输电电流的调节，从而实现电能的稳定输送和转换。

2. 电能调度：柔性交直流输电系统中的电能调度是为了实现系统内多个电源和负载之间的协调运行。

通过合理配置电能的输入和输出，可以实现系统中电能的均衡分配，从而提高系统的效率和可靠性。

3. 电压控制：柔性交直流输电系统中的电压控制是为了保证负载电压的稳定性和系统的安全性。

柔性直流输电系统的设计与优化

柔性直流输电系统的设计与优化直流输电系统作为电力传输领域的一项重要技术，在解决远距离电力传输、提高输电效率和稳定性等方面具有独特优势。

而柔性直流输电系统作为直流输电的一种新型形式，在电力系统领域得到了广泛关注和研究。

本文将从柔性直流输电系统的设计与优化角度展开讨论，探究其在电力系统中的应用与发展。

一、柔性直流输电系统的基本原理与特点柔性直流输电系统主要由直流母线、换流站、逆变站以及相应控制系统等组成。

其基本原理是通过硅控整流和逆变技术，将交流电能转换成直流电流进行传输，并在需要的地方再次将其转换为交流电能。

在这个过程中，可以通过控制直流母线的电压和频率来实现对输电系统的柔性控制。

相比传统的交流输电系统，柔性直流输电系统具有以下几个特点：1. 高效能：柔性直流输电系统在电能转换的过程中，能够大大减少电能的损耗。

传统交流输电系统由于存在变压器等能量转换设备，会存在一定的能量损耗。

而柔性直流输电系统采用直流电能传输，能够减少能量转换环节，提高能量传输的效率。

2. 高稳定性：柔性直流输电系统具有更好的稳定性。

由于直流电路的特点，柔性直流输电系统能够更好地应对电力系统中的故障和波动。

例如，在输电线路出现瞬态故障时，柔性直流输电系统能够通过控制直流母线电压和频率，迅速稳定系统运行，减少对系统的影响。

3. 较小的占地面积：柔性直流输电系统相比传统交流输电系统在占地面积上具有较大优势。

传统交流输电系统需要设置变电站、输电线路等设备，占用大量土地资源。

而柔性直流输电系统不仅仅可以减少变电站设备，还可以通过多级换流站的方式，进一步减小占地面积。

二、柔性直流输电系统的设计要点柔性直流输电系统的设计涉及到许多技术和工程要点。

下面将从输电线路、换流站和逆变站等方面来介绍设计要点。

1. 输电线路设计：柔性直流输电系统中的输电线路是电力传输的核心环节。

在设计时需要考虑线路的传输能力、损耗、抗风荷载能力等因素。

同时，为提高输电线路的可靠性，还需要进行断面选择和材料选择。

柔性直流输电系统的设计与分析

柔性直流输电系统的设计与分析近年来，随着电力需求的不断增加和清洁能源的广泛应用，柔性直流输电系统作为一种新型的能源输送技术，受到了广泛关注和应用。

本文将对柔性直流输电系统的设计原理和分析方法进行探讨，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供参考。

第一部分：柔性直流输电系统的基本原理柔性直流输电系统是一种基于直流电的高效、可靠的能源输送技术。

它通过将交流电转换为直流电，减少输电损耗和电网压力，并能够实现灵活的电力调度和能量存储。

柔性直流输电系统主要由三部分组成：直流输电线路、换流站和电力电子设备。

在柔性直流输电系统中，直流输电线路是实现能量传输的重要部分。

根据输电距离和电流负载的不同，可以选择不同的输电线路类型。

常见的输电线路类型有海底电缆、空中输电线路和地下电缆等。

直流输电线路的设计需要考虑输电效率和成本，保证能量的有效传输和电网的可靠运行。

换流站是柔性直流输电系统中的核心设备，其作用是将交流电转换为直流电，并实现直流到交流的逆变。

换流站主要由换流器、滤波器和控制器等组件组成。

换流器由可控硅和可逆晶闸管构成，能够使直流电的极性和电压保持稳定。

滤波器能够过滤电网中的谐波和干扰信号，保证直流电的纯净度。

控制器则通过运行算法和反馈控制，实现对换流站的工作状态和电力调度的控制。

电力电子设备是柔性直流输电系统中的核心技术之一。

它采用了先进的电力电子器件和控制技术，能够实现高效、可靠的能量转换和传输。

电力电子设备主要包括变流器、逆变器和控制系统等。

变流器能够将直流电转换为交流电，并按需调整频率和电压。

逆变器则将交流电转换为直流电，供给直流设备使用。

控制系统通过实时监测和分析电力数据，实现对电力设备和输电线路的监控和故障检测。

第二部分：柔性直流输电系统的设计与优化柔性直流输电系统的设计需要综合考虑输电距离、电流负载、环境影响、成本效益等多个因素。

为了提高输电效率和降低成本，可以采用以下几种设计与优化方法。

首先，选择合适的输电线路类型和参数是柔性直流输电系统设计的基础。

柔性直流工程方案

柔性直流工程方案本文将结合某某工程项目，详细介绍柔性直流技术在该工程中的应用方案。

一、工程背景某某工程是一个位于某某地区的大型电力供应项目，该地区电力需求量大，但由于传统交流输电形式存在电阻损耗大、能量转换效率低等问题，因此需要引入新的输电技术以提高电力供应的可靠性和效率。

二、技术方案1. 技术选型针对某某工程的电力输送需求，我们选择了柔性直流技术作为主要的输电方式。

柔性直流技术具有输电效率高、能量损耗小、占地面积小、环境友好等优点，能够满足大容量电力输送的需求，因此非常适合用于该工程项目。

2. 主要设备选型在柔性直流技术中，主要设备包括高压直流输电线路、换流站设备、柔性直流变流器等。

为了确保工程的可靠运行，我们选择了国内外知名的厂家生产的设备，确保设备的质量和稳定性。

3. 输电线路布置某某工程的输电线路采用地下敷设方式，选择优质的绝缘材料，通过合理的敷设设计，确保输电线路的安全可靠。

4. 现场安装调试在设备到位后，我们将进行现场的安装调试工作，确保设备的正常运行。

在调试过程中，我们将对设备进行严格的质量检测和安全评估，确保设备运行稳定。

5. 运行管理在设备安装调试完成后，我们将建立专门的运行管理团队，负责设备的日常监控和维护工作，确保设备的长期稳定运行。

三、工程效果通过引入柔性直流技术，某某工程将实现以下效果：1. 提高供电可靠性：柔性直流技术能够减小输电线路的电阻损耗，提高输电效率，从而确保了电力供应的可靠性。

2. 提高供电效率：柔性直流技术具有高效节能的特点，能够减小能量转换损耗，提高供电效率。

3. 降低环境影响：柔性直流技术具有较小的占地面积，能够减少对环境的影响，符合可持续发展的要求。

4. 灵活运行：柔性直流技术能够实现输电线路的灵活运行，能够根据电力需求自主调节输电功率，满足不同场景的用电需求。

综上所述，柔性直流技术在某某工程中将发挥重要作用，提高电力输送的效率和可靠性，为当地的电力供应做出贡献。

建筑直流柔性供电方案

建筑直流柔性供电方案建筑直流柔性供电方案一、背景介绍随着科技的不断发展，人们对于电力能源的需求也越来越大。

传统的交流供电系统在能源传输和利用过程中存在能量损耗较大、安全性低、灵活性差等问题。

为解决这些问题，建筑直流柔性供电方案应运而生。

二、建筑直流柔性供电方案的优势1. 降低能源损耗：交流供电系统中会产生传输和转换过程中的能量损耗，而直流供电系统可以减少这种能量损耗，提高能源利用效率。

2. 提升电力传输效率：直流供电系统的电流变化较小，能够减小电缆电阻和电感的损耗，从而提高电力传输效率。

3. 提高供电安全性：由于直流供电系统在输入端配备直流隔离装置，可以有效避免电弧故障和断电等安全问题。

4. 提供多功能配电：直流供电系统可以根据需求提供不同电压等级的直流电，方便满足建筑内各种设备的供电需求。

三、建筑直流柔性供电方案的实施步骤1. 设计合理的直流配电系统：根据建筑物的用电需求，设计合理的直流配电系统，将建筑内的设备分组并设置对应的直流电源，减少能量传输损耗。

2. 更换交流-直流变换器：由于建筑内的电器设备主要使用交流电，需要设置交流-直流变换器将交流电转化为直流电，以适应直流配电系统的需求。

3. 引入可再生能源：可以将太阳能等可再生能源引入建筑物的直流供电系统中，不仅可以减少对传统电网的依赖，还能够提高能源利用效率。

4. 采用低压直流配电系统：建筑内部的电器设备一般使用较低电压的直流电，可以避免电击风险，增强供电系统的安全性。

5. 实施智能终端管理：建筑直流柔性供电方案中，可以通过设置智能终端管理系统，对建筑内的电器设备进行监控和管理，提高供电系统的智能化水平。

四、建筑直流柔性供电方案的应用前景建筑直流柔性供电方案是未来建筑能源供应的主要发展方向之一。

随着太阳能等可再生能源的广泛使用和智能建筑的快速发展，建筑直流柔性供电方案将在未来得到更广泛的应用。

总之，建筑直流柔性供电方案具有能源损耗低、传输效率高、供电安全性强等优势，在建筑物能源供应领域具有重要的应用前景。

直流工程成套设计方案

直流工程成套设计方案一、前言随着能源危机和环境污染问题的日益加剧，新能源、清洁能源等新型能源的发展成为各国政府和企业关注的重点。

而直流技术作为一种高效、稳定、可靠的电力传输方式，逐渐成为新能源开发和传输的主流技术之一。

本文就直流工程成套设计方案进行综合分析和阐述，以期为相关研究和工程实践提供参考。

二、直流工程成套设计概述直流工程成套设计是指在直流输电、直流供电系统等直流工程中，对电力设备、自动化设备、保护装置、控制系统等设备进行整体设计和配置，确保直流工程的安全、稳定、高效运行的过程。

其主要包括直流输电系统成套设计和直流供电系统成套设计两个方面。

1. 直流输电系统成套设计直流输电系统成套设计是指对输电线路、换流器、阀厅、换流变压器、直流滤波器、直流接地极、监控系统等设备进行整体设计和配置，以完成高压直流输电。

其主要内容包括输电线路设计、换流站设计、换流变压器设计、直流接地极设计、监控系统设计等。

其中，输电线路设计是直流输电系统成套设计的基础，其主要任务是在满足输电容量和输电距离的前提下，最大限度地降低线路电阻、电感和电容等参数，以减小线路损耗、提高电能传输效率。

而换流站设计主要包括换流器的选型和配置、阀厅的设计和布置、直流滤波器的设计和配置等，以确保换流站在不同运行模式下的安全、稳定运行。

此外，换流变压器设计、直流接地极设计和监控系统设计等也是直流输电系统成套设计中至关重要的环节，只有这些设备齐全、配套，才能确保直流输电系统的正常运行。

2. 直流供电系统成套设计直流供电系统成套设计是指对直流变电站、直流配电系统、直流负载等设备进行整体设计和配置，以完成直流供电。

其主要内容包括直流变电站设计、直流配电系统设计、直流负载设计等。

其中，直流变电站设计是直流供电系统成套设计的核心，其主要任务是对变电站的选址、布置、设备配置等进行规划和设计，从而确保变电站在不同运行模式下的安全、稳定运行。

直流配电系统设计主要包括直流母线的设计和布置、直流断路器的选型和配置、直流接地设备的设计和布置等，以确保供电系统在不同运行状态下的安全、稳定运行。

基于电力电子技术的柔性输电系统设计与优化

基于电力电子技术的柔性输电系统设计与优化柔性输电系统是指能够适应不同工况需求并实现高效能传输的电力输电系统。

基于电力电子技术的柔性输电系统设计与优化，是旨在通过运用最新的电力电子技术，提高电力输电系统的灵活性、可靠性和效率，以满足日益增长的电力需求和可再生能源的接入。

柔性输电系统的设计与优化可以从多个方面入手，下面将分别从以下几个方面进行讨论：1. 电力电子器件的选择与应用柔性输电系统中，电力电子器件是关键组成部分。

根据系统的需求，应选择合适的电力电子器件，如IGBT、MOSFET、SiC等，以实现高效能传输和低能量损耗。

同时，为了提高系统可靠性，还应采用多级拓扑结构，并合理配置电力电子器件的参数。

2. 智能监测与控制柔性输电系统的设计与优化需要采用智能监测与控制技术，以实现系统的自动调节和优化。

通过在系统中增加传感器和监测器件，可以实时获取电流、电压、温度等关键参数的信息，并根据实际情况进行自动调节，提高系统的可靠性和效率。

3. 柔性架构的设计柔性输电系统需要具备可扩展性和互操作性，能够灵活应对不同的工况需求。

因此，在系统设计中，应充分考虑柔性架构的设计，通过合理的模块化和接口设计，能够方便地增加或减少系统的容量，同时实现与其他系统的互操作。

4. 高效能传输技术的应用为了提高电力输电系统的效率和可靠性，可以采用一些高效能传输技术，如多电平逆变技术、无功电力补偿技术、谐波滤波技术等。

这些技术的应用可以有效降低能量损耗，提高系统的功率因数和谐波失真率，进而提高电力输电系统的效率。

5. 全数字化控制系统柔性输电系统的设计与优化还需要采用全数字化控制系统，以提高系统的精度和稳定性。

通过将传统的模拟控制转变为数字控制，可以实现更高的控制精度，减少系统的故障率，并且提供更多的功能和保护措施。

在设计与优化柔性输电系统时，还需考虑电力电子技术的不断创新和发展。

随着半导体技术的进步和新材料的应用，电力电子器件的性能将得到进一步提高，柔性输电系统的设计与优化也将变得更加高效和可靠。

无缝整合柔性交流输电系统的设计与优化

无缝整合柔性交流输电系统的设计与优化随着电力需求的不断增长，传统的交流输电系统面临着一系列的挑战，如输电损耗大、带宽不足、应对复杂电网结构的难题等。

为了解决这些问题，并提高能源传输的效率和可靠性，无缝整合柔性交流 (Flexible Alternating Current Transmission System，FACTS) 输电系统的设计与优化显得尤为重要。

本文将重点关注无缝整合柔性交流输电系统设计和优化的关键技术和方法。

一、柔性交流输电系统的设计柔性交流输电系统主要包括柔性交流输电装置、柔性直流输电装置、安全控制及通信系统等。

柔性交流输电装置是该系统的核心部分，它由多种装置组成，如静态无功补偿器 (STATCOM)、静止无功补偿器 (SVC)、灵活输电器 (FC)、柔性直流输电装置等。

这些装置可以通过调整电流、电压和功率因数等参数，实现电力系统的稳定运行和能量的高效传输。

在设计柔性交流输电系统时，需要充分考虑以下关键因素：1. 功率流控制：柔性交流输电系统能够通过实时调整电流和电压的参数，实现功率的精确控制，从而提高电力系统的可靠性和传输效率。

2. 灵活性和可扩展性：柔性交流输电系统可以根据电网的需求进行灵活调整和扩展，以满足不同地区的电力需求和网络结构。

3. 通信和安全控制：与传统的交流输电系统相比，柔性交流输电系统具备更强的通信和安全控制能力，可以实现远程监控和故障检测等功能。

二、柔性交流输电系统的优化柔性交流输电系统的优化旨在提高电力系统的性能和效益，减少电力损耗和环境影响。

以下是优化柔性交流输电系统的关键方法和技术：1. 优化运行策略：通过优化柔性交流输电装置的运行策略，可以最大限度地减少功率损耗和电力负荷不平衡现象，提高电网的稳定性和可靠性。

2. 多目标优化：针对电力系统中存在的多个目标，如最小化损耗、最大化传输效率和降低网络波动等，采用多目标优化方法，实现更好的整体性能。

3. 智能控制技术：利用先进的智能控制技术，如模糊控制、神经网络控制等，对柔性交流输电系统进行精确控制，提高系统的可靠性和效率。

柔性交流输电系统的优化设计与运营管理

柔性交流输电系统的优化设计与运营管理柔性交流输电系统是一种新型的电力系统，它采用了高压直流输电技术，以提高能源传输效率和稳定性。

为了优化设计并有效地进行运营管理，以下是柔性交流输电系统的相关内容。

一、优化设计1. 确定适当的输电容量：根据电力需求和输电距离来确定输电容量，以确保能够满足电力供应的要求。

考虑到未来的需求增长，设计时应预留一定的容量。

2. 高压直流输电线路的布局：通过合理的布局和电气连接，使电力传输更加高效和稳定。

考虑到输电损耗，尽量缩短输电距离，降低能量损失。

3. 柔性交流输电站的选址和设计：选择合适的地理位置来建设输电站，以方便电力的分配和转换。

设计时考虑到柔性交流设备的布局和容量以及安全规范。

4. 控制系统设计：设计可靠的控制系统，用于实时监测和控制输电系统的运行状态。

这包括电压、电流、频率等参数的监测，以及故障检测和安全保护机制。

5. 调峰能力的提升：柔性交流输电系统具有很高的调峰能力，可以根据电力需求进行灵活调整。

优化设计应注重提升调峰能力，确保系统能够适应电力负荷的变化。

6. 安全设计：考虑到交流输电系统的高压特性和复杂的电力组织结构，设计时必须严格遵守相关安全规范，确保系统的安全运行。

二、运营管理1. 运行监测与维护：建立完善的监测系统，实时监测输电系统的运行状态，包括电力参数、设备工作状况、安全隐患等，及时发现并解决问题。

定期进行维护工作，确保设备的正常运行。

2. 负荷预测与优化调度：通过负荷预测模型和优化调度算法，对电力需求进行准确预测，并根据预测结果优化系统调度，以实现电力资源的合理分配和利用。

3. 安全管理与应急响应：建立应急响应机制，及时处理和解决各类故障和事故，确保输电系统的稳定和安全。

定期进行安全培训和演练，提高运营管理人员的应急能力。

4. 数据分析与决策支持：利用大数据分析技术，对运行数据进行分析和挖掘，帮助决策者做出合理的决策。

通过数据分析，可以发现系统的潜在问题，并提出相应的改进措施。

柔性交流输电系统的设计与优化策略

柔性交流输电系统的设计与优化策略一、引言柔性交流输电系统是一种先进的电力输电技术，它能够提高电力系统的稳定性、可靠性和灵活性。

本文将针对柔性交流输电系统的设计与优化策略进行探讨，以帮助读者深入了解该技术及其应用。

二、柔性交流输电系统的设计要点1. 互连集成：柔性交流输电系统采用高压直流电缆，不同电压等级之间可以直接连接，不必经过变压器进行升压或降压，从而减少能量损耗。

2. 智能控制：柔性交流输电系统中的智能调控技术，可以根据电网运行情况实时调整输电线路参数，以确保系统的稳定性和可靠性。

3. 柔性运行：柔性交流输电系统允许根据电力需求进行动态调整，可以快速增加或减少输电能力，适应电力负荷的变化。

三、柔性交流输电系统的优化策略1. 电力网络建模与仿真：通过建立准确的电力网络模型，对柔性交流输电系统进行仿真，可以评估系统的性能，并优化输电线路的布局和参数配置，以最大程度地提高系统的效能。

2. 智能故障诊断与智能保护：柔性交流输电系统应该配备智能故障诊断和智能保护装置，能够快速检测和定位输电线路的故障，采取自动断电或切换到备用线路，确保电力系统的稳定运行。

3. 多能源协调调度：柔性交流输电系统允许将不同类型的能源（如火电、风电、太阳能等）进行协调调度，提高能源利用率，并减少对传统能源的依赖。

4. 多品质供电保障：柔性交流输电系统应当具备多品质供电保障能力，可为不同需求提供高品质和低成本的供电服务，以满足电力市场的多样化需求。

5. 数据分析与智能决策：通过大数据分析和机器学习算法，对柔性交流输电系统进行数据挖掘和智能决策，可以实现对系统的优化和自动化管理，提高运行效率和可靠性。

四、柔性交流输电系统的应用案例1. 柔性交流输电系统在远程地区能源供应中的应用：柔性交流输电系统可以将远程地区的可再生能源（如风能、太阳能）输送到城市，解决远离能源基地的地区能源供应问题。

2. 柔性交流输电系统在电力市场互联中的应用：柔性交流输电系统可以将不同地区的电力市场互联起来，实现跨区域的能源交换，提高能源利用效率和降低成本。

基于HCM3000平台柔性直流输电系统设计

基于HCM3000平台柔性直流输电系统设计康建爽;郝俊芳;曹森;张爱玲;徐留杰【摘要】针对传统柔性直流输电工程换流器桥臂开关频率高、谐波含量大、动态均压困难、系统损耗大、系统容量小等缺点,提出基于模块化拓扑结构换流器应用于实际柔性直流输电工程.给出模块化换流器桥臂详细拓扑结构及其子模块充电过程;推导柔性直流有功功率、无功功率控制算法,并在HCM3000平台完成桥臂控制器设计;基于主流RTDS仿真平台搭建闭环仿真系统,对控制器控制功能仿真测试并对仿真结果进行分析总结.整个设计过程对今后柔性直流输电控制保护系统工程化设计有实际借鉴意义.最后,对柔性直流推广应用作出展望.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2015(036)001【总页数】5页(P10-14)【关键词】工程应用;HCM3000;MMC;RTDS;DQ变换;解耦【作者】康建爽;郝俊芳;曹森;张爱玲;徐留杰【作者单位】许继直流输电系统公司,河南许昌461000;许继直流输电系统公司,河南许昌461000;许继直流输电系统公司,河南许昌461000;许继直流输电系统公司,河南许昌461000;许继直流输电系统公司,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TM721.1柔性直流输电技术应用于高压直流输电工程，相对于传统的基于相控电流源型高压直流输电技术，具有诸多优势。

如换流器件采用全控型器件IGBT代替传统的晶闸管，无需电网提供换相电压，不存在换向失败问题，适用于无源网络或弱电网系统［1-5］等。

目前，国际上已投运的柔性直流输电工程，主要是基于两电平、三电平技术开发而成。

换流器桥臂开关频率高达2 000～3 000 Hz，换流器损耗大；桥臂模块间动态均压不均；交流侧需配置高频滤波器。

而基于多电平技术柔性直流输电系统大大降低了对桥臂模块触发一致性要求，破解动态均压难题，降低模块开关频率及换流器开关损耗，省去交流侧高频滤波器，更易于将直流电压等级提高，更加符合未来市场推广应用［6］。

柔性直流输电网用新型高压直流断路器设计方案_魏晓光

ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１３０５３００１２柔性直流输电网用新型高压直流断路器设计方案魏晓光，高　冲，罗　湘，周万迪，吴亚楠（国网智能电网研究院，北京市１０２２００）摘要：基于柔性直流的多端直流输电和直流电网技术是解决中国新能源并网和消纳问题的有效技术手段之一，而高压直流断路器是构建直流电网的核心设备之一。

从多端直流系统发生直流侧短路故障的机理及故障电流的发展趋势入手，以舟山５端柔性直流输电工程为例，分析了发生最严酷短路故障时，直流母线上故障电流的特性，基于分析结果提出了直流电网对直流断路器的需求；结合对现有直流断路器技术路线的对比分析，提出了一种适用于柔性直流输电网的新型快速直流断路器技术方案，并通过仿真分析验证了所提出的新型直流断路器能够满足柔性直流输电网快速切除故障电流的需求。

关键词：直流输电；直流电网；短路故障；直流断路器收稿日期：２０１３－０５－３０；修回日期：２０１３－０６－２８。

国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目（５１２６１１３０４７１）。

０　引言随着一次能源的短缺和环境恶化问题的不断加剧，世界各国已经认识到能源的利用与开发必须从传统能源向绿色可再生清洁能源过渡。

基于常规直流及柔性直流的多端直流输电系统和直流电网技术是解决新能源并网和消纳问题的有效技术手段之一［１－５］。

采用大功率绝缘栅双极型晶体管（ｉｎｓｕｌａｔｅｄｇａｔｅ　ｂｉｐｏｌａｒ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）、脉宽调制技术（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＷＭ）和多电平控制技术，基于自换相电压源换流器（ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＶＳＣ）的ＨＶＤＣ（ＶＳＣ－ＨＶＤＣ），特别是基于模块化多电平换流器（ｍｏｄｕｌａｒ　ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＭＭＣ）的ＨＶＤＣ（ＭＭＣ－ＨＶＤＣ）近十年得到了迅猛发展。

与基于电流源换流器（ｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＣＳＣ）的ＨＶＤＣ技术相比，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ技术具有无功功率、有功功率可独立控制，无需滤波及无功补偿设备，可向无源负荷供电，潮流翻转时电压极性不改变等优势。

±320kV厦门双极柔性直流输电工程系统设计

研究背景基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔性直流系统由于谐波畸变小且开关损耗低，是高电压大容量直流输电的重要发展方向。

目前，世界范围内基于MMC的柔性直流工程发展迅猛;国内已有5项MMC工程投运，同时还有多项高压乃至特高压MMC工程处于规划之中，并可能成为我国未来大区域电网互联的重要手段。

与交流输变电工程不同，柔性直流工程需要根据送受端交流系统条件、输电距离、投资和占地等条件开展定制化的系统设计。

（来源：电力系统自动化ID：AEPS-1977）±320kV/1000MW厦门柔性直流输电工程(以下简称厦门工程)是世界范围内第一个采用双极接线的柔性直流工程，也是额定直流电压和输送容量均达到世界之最的柔性直流工程，两端换流站鸟瞰示意图如图1所示。

与以往对称单极柔性直流工程相比，首次采用的双极接线和大传输容量对工程的系统设计提出了新的要求。

本文对双极高压大容量柔性直流工程的系统设计展开研究，研究结论在厦门工程得到成功应用，验证了设计方案和技术参数的正确性。

(a) 彭厝换流站(b) 湖边换流站图1 厦门工程换流站鸟瞰示意图1 主接线及运行方式当高压大容量柔性直流工程采用对称单极接线，存在如下问题：1)与同容量双极柔性系统相比，可靠性较低。

2)换流单元采用三台单相双绕组变压器，导致变压器容量大，运输困难。

3)换流站设备的绝缘水平要求较高。

考虑到上述因素，厦门工程采用双极带金属回线的主接线，主接线设计如图2所示。

图2 双极柔性直流换流站接线示意图根据主接线设计特点和转换开关配置方案，厦门工程存在以下3种运行方式：方式1：双极带金属回线单端接地运行(见图3(a))。

其中，接地点仅起钳制电位的作用，不提供直流电流通路。

双极不平衡电流通过金属回线返回。

方式2：单极带金属回线单端接地运行(见图3(b))。

接地点的作用同方式1，且单极极线电流通过金属回线返回。

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4设计条件4.1环境条件4.Ⅰ.1应取得换流站的环境资料或数据,包括气象数据、污秽水平、地震烈度或动峰值加速度、海拔高度、站址地下水深度及土壤电阻率。

4.1.4湿度数据应包括下列内容1平均相对湿度;2最小相对湿度。

4.1.7其他气象数据应包括下列内容:累年最大积雪深度2太阳辐射强度;3平均雷暴天数;4最大雷暴天数;5设计覆冰。

41.8污秽水平应符合下列规定:1应取得换流站的自然积污水平。

承受直流电压的设备,秽水平应用直流电压作用下设备外绝缘自然积污水平表示。

4.2大件运输条件4.2.1大件运输条件应包括运输方式、距离以及对设备最大尺寸和重量的限制等。

4.2.2联接(换流)变压器、电抗器等设备应满足大件运输条件。

4.3交流系统条件4.3.1应取得相关交流系统的概况。

4.3.3应取得下列交流系统数据,作为主回路参数计算以及校验柔性直流输电系统各种性能的输入条件换流站交流母线电压:包括额定持续运行电压、稳态运行电压范围、极端运行电压范围;2换流站接入交流系统的频率:包括额定频率、稳态频率变化范围、事故时频率变化范围、故障清除后频率变化范围;3换流站交流母线的背景谐波电压和工频负序电压;4换流站交流母线的短路水平5故障清除时间6交流线路故障单相重合闸时序4.3.4换流站交流母线的背景谐波电压和工频负序电压应满足下列要求1换流站交流母线的背景谐波电压可通过实际测量后经系统谐波潮流计算得到;其中,各次谐波电压可认为是正序、负序或正负序组合,但算术和应相等;背景谐波电压相对于正序工频电压的相角应选取适当的值,使在换流站交流母线上的谐波电压幅值最大;2换流站交流母线的负序工频电压可取正序工频电压的1%。

4.3.5换流站交流母线的短路水平应满足下列要求:1换流站交流母线的短路水平应包括交流母线最大三相、最大单相、最小三相短路电流,对应的短路容量(含计算短路容量的基准电压水平)以及系统电抗和电阻的比值;对于分阶段建设的工程,换流站交流母线短路水平应根据不同阶段分别明确;2短路电流最大值计算方式宜为全接线、全开机方式3短路电流最小值计算方式宜为:小方式下,考虑对换流站短路电流贡献最大的1回出线检修,也可同时考虑系统中与换流站交流母线相邻节点1回出线检修4.3.6故障清除时间应包括交流系统主保护故障凊除时间以及后备保护故障清除时间。

4.3.7交流线路故障单相重合闸时序可包括故障开始时刻、切除故障相时刻、故障相重合时刻以及重合不成功跳三相时刻。

4.3.8用于交直流系统仿真研究的等值系统和模型应满足下列要求:1交直流系统仿真研究的等值系统所考虑的运行方式应综合本直流工程投产年及远景年的各种典型运行方式选取。

2应对等值系统与原始网络的保留部分进行校核,以保证等值系统与原始网络在关心的换流站附近范围内具有相同或相近的特性,并应满足不列要求:1)有功及无功潮流结果与原网应一致;2)等值系统内保留节点的电压水平与原网应一致;3)保留范围内各母线短路电流与原网误差不应超过5%,换流母线短路电流与原网误差不应超过2%;4)换流站近区交流系统故障时,换流母线动态电压恢复特性与原网宜一致。

3等值系统中可使用电阻、电抗和电容元件组成静态等值电路表示被等值的系统,等值电路的谐波阻抗应以等值前全系统10%的发电机次暂态电抗和100%的变压器漏抗为基础计算得到。

等值系统的正序阻抗应能正确表示所选定运行方式下系统的工频阻抗;等值系统的谐波阻抗应正确表示从指定的母线观察到的系统谐波阻抗,包括幅值和相位,其频率范围宜为50Hz~500Hz4交直流系统仿真的等值系统可用于下列研究:1)对柔性直流控制和保护功能进行评价;2)对柔性直流输电系统在不同控制模式下的交直流系统性能进行评价;3)验证柔性直流输电系统的响应是否符合规定的响应;4)对直流侧发生故障(包括站内故障、直流线路故障等)时的柔性直流输电系统性能进行评价;5)对交流系统发生严重故障并引起交流母线电压下降及发生畸变时的柔性直流输电系统性能进行评价;6)由交流系统不对称故障引起的直流侧暂态过电压研究;7)交流侧和直流侧操作过电压和铁磁谐振等现象的研究;8)扰动时柔性直流输电系统和当地发电机组之间的相互作用研究。

5交直流系统彷真的等值系统不应用于不列用途:1)工频过电压研究;2)交流系统静态电压调节原则的验证。

43.9用工频过电压研究的等值系统应满足下列要求:工频过电压研究可采用等值系统进行,等值系统可采用下列方法得到:采用网络等值程序得到等值系统从各保留母线看进去的戴维南等值阻抗,并通过比较采用等值系统和全系统的稳定模型计算得到的换流站母线电压变化验证等值的有效性;换流站交流母线电压可通过调整电压源电压得到,但应保持在本标准第4.3.3条第1款规定的极端运行电压范围内,所保留的其余真实母线电压也必须保持在极端运行电压范围内。

4.4直流输电线路和接地极参数4.4.1应取得直流输电线路的起止点、电压等级、回路数、额定电流、线路长度等,并应取得架空线路参数、电缆线路参数、杆塔尺寸参数、沿直流输电线路路径范围的大地电阻率数据。

4.4.2架空线路参数应包括但不限于下列内容:1架空线路极导线结构参数1)导线型号;2)结构:含极导线铝、钢部分各自的根数;3)截面积(mm2):含极导线铝、钢部分各自的截面积和总截面积;4)外径(mm);5)20C下的单位直流电阻(Q/km);6)弧垂(m);7)相对磁导率;8)每极导线分裂根数及子导线分裂间距(m);9)单位质量(kg/km10)计算拉断力2地线(或OPGW)结构参数:1)地线型号2)截面积(mm2)3)外径(mm);4)26C下的单位直流电阻(9/km)5)弧垂(m);6)相对磁导率;7)根数;8)单位质量(kg/km)9)计算拉断力(N)。

4.4.3电缆线路参数应包括但不限于下列内容:1电缆型号;2结构;3电缆导体总截面积(mm2);4正常运行时导体最高允许温度(℃)5电容值(pF/km);6导体层、绝缘层、屏蔽层、护套等各层(如有)的外径和厚度(mm);7各层的相对磁导率;8绝缘层介电系数;9导体层电阻率(9·m);10单位质量(kg/km);11计算拉断力(N)。

4.4.4对于平原、丘陵及山区等地形,应分别取得杆塔尺寸和铁塔接地电阻值,以及避雷线的保护角、定的平均温度下的导线平均高度、地线平均高度。

4.4.5应取得接地极及其线路(如有)的参数4.4.6接地极(如有)参数应包括下列内容1推荐的接地极极址距换流站的距离和方位;2接地极极址土壤电阻率;3接地极电阻。

4.4.7接地极(如有)线路参数应包括但不限于下列内容:景线数据:应满足本标准第、4.1条~第4.4.3条的规定2杆塔数据:应满足本标准第4.4.4条的规定;3沿接地极线路路径范围的大地电阻率数据。

5设计要求5.1额定值5.1.Ⅰ柔性直流输电系统设计应按规定的额定功率进衍,同时还可满足过负荷和降压运行的要求。

5.1.2对于连续运行应满足下列要求:柔性直流输电系统换流站的额定值在下列条件下应得到保证:1)各端换流站交流母线电压处乎稳态运行电压范围之内;2)各端换流站接入交流系统频率处于稳态频率变化范围之内;3)换流站所有的环境温度条件下4)所有备用设备退出运行。

2在所有运行方式下,柔性直流输电系统由设备公差和控制误差导致的直流电尽偏差不宜超过士2%步3%。

3对于两端柔性直流输电系统,系统的额定功率和额定直流电压宜定义为送端换流站额定功率和额定直流电压,额定功率的结算点宜为送端换流站交流母线。

↓对于多端柔性直流输电系统,确定直流侧标称电压后,应通过扫描各种运行工况确定各端换流站的额定直流电压以及直流稳态运行电压范围5对于换流站交流母线电压和接入交流系统频率的变化,柔性直流输电系统的额定值应满足下列要求:1)在换流站交流母线极端运行电压范围和接交流系统故障清除后频率变化范围内,柔性直流输电系统应能安全地启动并能连续运行;2)在换流站交流母线稳态运行电压范围和接入交流系统故障清除后频率变化范围内,柔性直流输电系统输送能力不宜下降;3)对换流站交流母线电压和接入交流系统频率均超出稳态范围的情况,柔性直流输电系统输送能力可有所下降4)当换流站交流母线电压低于最低稳态运行电压,但不低于最低极端运行电压时,直流双极或单极运行方式下的输送功率标幺值不宜小于交流母线实际运行电压与对应的最低稳态运行电压的比值。

5.1.3对于过负荷应满足下列要求:在环境温度低或投入备用冷却设备条件下,柔性直流输电系统可具有一定的过负荷能力2按连续运行额定值设计的業性直流输电系统,在最高环境温度和备用冷却设备投入的条件下,其过负荷能力宜根据系统要求和VSC阀的过负荷能力综合确定,且不明显增加造价。

5.1.4柔性直流输电系统可通过减少投入运行的子模块个数、降低子模块工作电压或配置全桥子模块以实现降压运行。

5.2柔性直流输电系统运行方式和控制模式设计5.2.1梁柔性直流输电系统的运行方式设计应满足下列要求1对于采用双极大地接线的两端柔性直流输电系统,可选择的运行方式包括双极大地运行方式(包括通过站内地网临时接地运行方式)、单极大地运行方式、单极金属回线运行方式、动态无功补偿( STATCOM)运行方式、试验运行方式等;2对于采用双极金属中线接线的两端柔性直流输电系统,可选择的运行方式包括双极金属中线运行方式、双极站内地网临时接地运行方式、单极金属回线运行方式、动态无功补偿( STATCOM)运行方式、试验运行方式等; 3对于多端柔性直流输电系统,可选择的运行方式包括:1)全接线运行方式;2)非全接线运行方式5.2.2柔性直流输电系统的控制系统设计应满足下列要求1应配置有功类控制器、无功类控制器等,以及联接(换流)变压器分接开关控制等功能,以满足柔性直流输电系统的各种运行控制要求,并应使运行性能达到最优;2应设计特殊的控制功能,包括负序电流抑制、环流抑制、功率盈余控制(如需)等功能,并应进行优化,以满足规定的响应特性; 3应调整各换流站的控制特性,在直流电流和直流电压响应之间达到最佳协调,以满足规定的响应要求;4应针对主备通信系统上的最大通信延时设计柔性直流输电系统的控制设备,以满足规定的性能要求;5柔性直流控制系统在规定的运行方式下,皆应满足规定的性能要求5.2.3柔性直流输电系统的控制模式设计应满足下列要求1应根据所接入的交流系统条件和工程实际·正确制定柔性直流输电系统的控制模式;2每个换流器的控制模式分为有功类控制模式和无功类控制模式;有功类控制模式的目标包括有功功率、直流电流、直流电压、交流系统频争等,无功类控制模式的目标包括无功功率、交流电压等;3对于采用双极接线的柔性直流输电系统,有功功率控制宜包括双极功率控制和单极功率控制5.2.4稳态运行时,两端及多端柔性直流输电系统的有功类控制模式的目标宜按下列原则选择:1宜令一个接入交流系统较强的联网换流站选择定直流电压控制;2其他联网换流站宜选择定有功功率控制或定频率控制;3孤岛换流站宜选择定频率控制。