高压直流输电
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ 高压直流输电的主要设备是两个换流站和直流输电 线。 两个换流站分别与两端的交流系统相连接。
❖ HVDC的核心有两个：整流与逆变
2020/10/1
7
一、HVDC概述
❖ 换流站的主要设备包括换流器、换流变压器、平波 电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备 等。
❖ 换流器又称换流阀是换流站的关键设备，其功能是 实现整流和逆变。目前换流器多数采用晶闸管可控 硅整流管)组成三相桥式整流作为基本单元，称为换 流桥。一般由两个或多个换流桥组成换流系统，实 现交流变直流直流变交流的功能。
2020/10/1
16
三、采用 HVDC技术的理由
为什么用HVDC？
Actual Situation
World wide electrical power consumption is projected to increase by over 70% during the next 20 years, implying enormous investments in power generation. Tendency to a global energy market, resulting in the need of national and international grid interconnections
2020/10/1
5
一、HVDC概述
❖ 在一个高压直流输电系统中，电能从三相交流电网 的一点导出,在换流站转换成直流，通过架空线或电 缆传送到接受点；直流在另一侧换流站转化成交流 后，再进入接收方的交流电网。直流输电的额定功 率通常大于100兆瓦，许多在1000-3000兆瓦之间。
❖ 高压直流输电用于远距离或超远距离输电，因为它 相对传统的交流输电更经济。
Economical: expensive transmission lines and rights of way Technical: stability problems, high losses
Rectifier
AC system
2020/10/1
AC system
Inverter Line/Cable
4
一、HVDC概述
❖ 利用稳定的直流电具有无感抗，无同步问题等 优点而采用的大功率远距离直流输电。输电过 程为直流。常用于海底电缆输电，非同步运行 的交流系统之间的连络等方面。
❖ 高压直流输电技术被用于通过架空线和海底电 缆远距离输送电能；同时在一些不适于用传统 交流联接的场合，它也被用于独立电力系统间 的联接
电力电子技术应用
华北电力大学
交流输电系统的技术问题
P EU sin
X
稳定性问题
输电距离的限制
2020/10/1
• 潮流难于控制 • 振荡与摇摆
2
交流输电系统的技术问题 交变的电磁场：
无功问题
电缆输电情况下问
！ 题尤为突出
恒定的电磁场： 没有无功问题
2020/10/1
3
HVDC
HVDC
High Voltage Direct Current
2020/10/1
8
一、HVDC概述
❖ 换流器在整流和逆变过程中将要产生5、7、11、 13、17、19等多次谐波。为了减少各次谐波进入 交流系统在换流站交流母线上要装设滤波器。它 由电抗线圈、电容器和小电阻3种设备串联组成 通过调谐的参数配合可滤掉多次谐波。 一般在换 流站的交流侧母线装有5、7、11、13次谐波滤波 器组。
Generation and consumption centers separated by long distances
2020/10/1
Limitations of the HVAC Technology
AC transmission found its limits for transmission at very long distances and for asynchronous interconnections:
2020/10/1
9
二、HVDC的特点
❖ 直流输电技术的主要优点是不增加系统的短路容量便于 实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力 系统的联网;利用直流系统的功率调制能提高电力系统 的阻尼，抑制低频振荡，提高并列运行的交流输电线的 输电能力。
❖ 它的主要缺点是直流输电线路难于引出分支线路绝大部 分只用于端对端送电。加拿大原计划开发和建设五端直 流输电系统现已建成三端直流输电系统。实现多端直流 输电系统的主要技术困难是各种运行方式下的线路功率 控制问题。目前， 一般认为三端以上的直流输电系统 技术上难实现经济合理性待研究。
❖ 随着高电压大容量可控硅及控制保护技术的 发展，换流设备造价逐渐降低，等价距离缩 短，使直流输电近年来发展较快。
❖ 我国葛洲坝一上海1100km。
2020/10/1
14
三、采用 HVDC技术的理由
高压直流输电系统的经济优势：线损
2020/10/1
Leabharlann Baidu
15
三、采用 HVDC技术的理由
高压直流输电系统的经济优势：环境
❖ 应用高压直流输电系统，电能等级和方向均能得到 快速精确的控制，这种性能可提高它所连接的交流 电网性能和效率，直流输电系统已经被普遍应用。
2020/10/1
6
一、HVDC概述
❖ 高压直流输电是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。
2020/10/1
12
三、采用 HVDC技术的理由
高压直流输电系统的经济优势：等价距离
2020/10/1
13
三、采用 HVDC技术的理由
高压直流输电系统的经济优势：等价距离
❖ 直流输电线造价低于交流输电线路但换流站 造价却比交流变电站高得多。一般认为架空 线路超过600-800km，电缆线路超过4060km直流输电较交流输电经济。
2020/10/1
10
二、HVDC的特点
• 最适合大容量、远距离输电的电能形态
• 线路造价较低
• 线路损耗较小
• 异步联接
• 可控制性好
2020/10/1
11
三、采用 HVDC技术的理由
直流输电系统的技术优势
P
U
2 d1
U
2 d2
2R
• 无稳定性问题 • 可快速控制潮流
U d kU v (cos U k 2 )
❖ HVDC的核心有两个：整流与逆变
2020/10/1
7
一、HVDC概述
❖ 换流站的主要设备包括换流器、换流变压器、平波 电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备 等。
❖ 换流器又称换流阀是换流站的关键设备，其功能是 实现整流和逆变。目前换流器多数采用晶闸管可控 硅整流管)组成三相桥式整流作为基本单元，称为换 流桥。一般由两个或多个换流桥组成换流系统，实 现交流变直流直流变交流的功能。
2020/10/1
16
三、采用 HVDC技术的理由
为什么用HVDC？
Actual Situation
World wide electrical power consumption is projected to increase by over 70% during the next 20 years, implying enormous investments in power generation. Tendency to a global energy market, resulting in the need of national and international grid interconnections
2020/10/1
5
一、HVDC概述
❖ 在一个高压直流输电系统中，电能从三相交流电网 的一点导出,在换流站转换成直流，通过架空线或电 缆传送到接受点；直流在另一侧换流站转化成交流 后，再进入接收方的交流电网。直流输电的额定功 率通常大于100兆瓦，许多在1000-3000兆瓦之间。
❖ 高压直流输电用于远距离或超远距离输电，因为它 相对传统的交流输电更经济。
Economical: expensive transmission lines and rights of way Technical: stability problems, high losses
Rectifier
AC system
2020/10/1
AC system
Inverter Line/Cable
4
一、HVDC概述
❖ 利用稳定的直流电具有无感抗，无同步问题等 优点而采用的大功率远距离直流输电。输电过 程为直流。常用于海底电缆输电，非同步运行 的交流系统之间的连络等方面。
❖ 高压直流输电技术被用于通过架空线和海底电 缆远距离输送电能；同时在一些不适于用传统 交流联接的场合，它也被用于独立电力系统间 的联接
电力电子技术应用
华北电力大学
交流输电系统的技术问题
P EU sin
X
稳定性问题
输电距离的限制
2020/10/1
• 潮流难于控制 • 振荡与摇摆
2
交流输电系统的技术问题 交变的电磁场：
无功问题
电缆输电情况下问
！ 题尤为突出
恒定的电磁场： 没有无功问题
2020/10/1
3
HVDC
HVDC
High Voltage Direct Current
2020/10/1
8
一、HVDC概述
❖ 换流器在整流和逆变过程中将要产生5、7、11、 13、17、19等多次谐波。为了减少各次谐波进入 交流系统在换流站交流母线上要装设滤波器。它 由电抗线圈、电容器和小电阻3种设备串联组成 通过调谐的参数配合可滤掉多次谐波。 一般在换 流站的交流侧母线装有5、7、11、13次谐波滤波 器组。
Generation and consumption centers separated by long distances
2020/10/1
Limitations of the HVAC Technology
AC transmission found its limits for transmission at very long distances and for asynchronous interconnections:
2020/10/1
9
二、HVDC的特点
❖ 直流输电技术的主要优点是不增加系统的短路容量便于 实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力 系统的联网;利用直流系统的功率调制能提高电力系统 的阻尼，抑制低频振荡，提高并列运行的交流输电线的 输电能力。
❖ 它的主要缺点是直流输电线路难于引出分支线路绝大部 分只用于端对端送电。加拿大原计划开发和建设五端直 流输电系统现已建成三端直流输电系统。实现多端直流 输电系统的主要技术困难是各种运行方式下的线路功率 控制问题。目前， 一般认为三端以上的直流输电系统 技术上难实现经济合理性待研究。
❖ 随着高电压大容量可控硅及控制保护技术的 发展，换流设备造价逐渐降低，等价距离缩 短，使直流输电近年来发展较快。
❖ 我国葛洲坝一上海1100km。
2020/10/1
14
三、采用 HVDC技术的理由
高压直流输电系统的经济优势：线损
2020/10/1
Leabharlann Baidu
15
三、采用 HVDC技术的理由
高压直流输电系统的经济优势：环境
❖ 应用高压直流输电系统，电能等级和方向均能得到 快速精确的控制，这种性能可提高它所连接的交流 电网性能和效率，直流输电系统已经被普遍应用。
2020/10/1
6
一、HVDC概述
❖ 高压直流输电是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。
2020/10/1
12
三、采用 HVDC技术的理由
高压直流输电系统的经济优势：等价距离
2020/10/1
13
三、采用 HVDC技术的理由
高压直流输电系统的经济优势：等价距离
❖ 直流输电线造价低于交流输电线路但换流站 造价却比交流变电站高得多。一般认为架空 线路超过600-800km，电缆线路超过4060km直流输电较交流输电经济。
2020/10/1
10
二、HVDC的特点
• 最适合大容量、远距离输电的电能形态
• 线路造价较低
• 线路损耗较小
• 异步联接
• 可控制性好
2020/10/1
11
三、采用 HVDC技术的理由
直流输电系统的技术优势
P
U
2 d1
U
2 d2
2R
• 无稳定性问题 • 可快速控制潮流
U d kU v (cos U k 2 )