基于matlab系統(tǒng)的hvdc系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(編輯修改稿)
2024-10-02 15:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，可以利用降低電壓運(yùn)行和再啟動(dòng)來(lái)解決故障，對(duì)錯(cuò)誤的響應(yīng)速度快，不受穩(wěn)定性的制約。 （ 3）過(guò)負(fù)荷能力 在大多數(shù)情況下，交流輸電線路的持續(xù)運(yùn)作能力較強(qiáng)，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。因?yàn)橄鄬?duì)于正常輸送的功率，發(fā)熱條件下 限制的最大的連續(xù)運(yùn)行電流要大得多，穩(wěn)定極限往往控制著它的最大輸送容量。直流線路也具有一定的過(guò)負(fù)荷能力，受到制約的通常是換流站。一般分 2h 過(guò)負(fù)荷能力、 10s 過(guò)負(fù)荷能力跟固有過(guò)負(fù)荷能力等。前兩者葛上的直流工程分別為 10%和 25%，后者因環(huán)境溫度不同而不同?？偠灾瓦^(guò)負(fù)荷能力來(lái)說(shuō)，交流具有更大的靈活性。直流線路如果需要更大的過(guò)負(fù)荷能力，就一定要在設(shè)備選型時(shí)預(yù)先考慮。 （ 4）利用直流輸電的調(diào)節(jié)作用能夠提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性 由于直流輸電系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，因此利用其調(diào)節(jié)功能可以十分有效地提升交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ，從而可以解決交流系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。一個(gè)有名的美國(guó)交流直流并列運(yùn)行線路（ BPA500kV）項(xiàng)目中， II 回，總長(zhǎng)度為 1521km 的交流輸電線路的總輸送功率為 2860MW，平均下來(lái)，每 I 回的輸送功率為 1430MW。由此可見，直流輸電系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著非常重要的作用。 （ 5）潮流和功率控制 交流輸電中需要對(duì)負(fù)荷以及發(fā)電機(jī)的運(yùn)作方式進(jìn)行調(diào)度，對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，這些都需要值班人員參與，但是人為的控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確的控制結(jié)果，不過(guò)直流輸電可以避免這種問(wèn)題，因?yàn)樗械目刂贫伎梢宰詣?dòng)完成。 （ 6) 短路容量 交流互聯(lián)的情況下，互聯(lián)兩端系統(tǒng)的短路容量都將增加，此時(shí)原有的斷路器的性能可能不足以滿足系統(tǒng)的要求，其結(jié)果可能是需要更新設(shè)備以滿足遮斷容量的需求。但是，直流互聯(lián)時(shí)，無(wú)論在哪里發(fā)生了故障，在直流線路上增加的電流都不是很大，所以不增加交流系統(tǒng)的短路容量。 （ 7）調(diào)度管理 因?yàn)橥ㄟ^(guò)直流線路互聯(lián)的兩端交流系統(tǒng)可以擁有各不相同的頻率，輸送的功率亦可保持恒定。對(duì)送端來(lái)說(shuō)，整流站就相當(dāng)于交流系統(tǒng)的一個(gè)負(fù)荷。對(duì)于受端而言，逆變站就類似于交流系統(tǒng)的一個(gè)電源?；ハ嘀g的干擾和影響都不大，運(yùn)行和管 理簡(jiǎn)單方便，受到了電力管理和運(yùn)行部門的歡迎。對(duì)我國(guó)目前發(fā)展的跨區(qū)域互聯(lián)、合同售電、合資發(fā)電等形成的聯(lián)合電力系統(tǒng)非常合適。 （ 8）線路走廊 以 500kV 為標(biāo)準(zhǔn)電壓來(lái)考慮，直流輸電線路長(zhǎng)度為 40 米左右，而交流線路的長(zhǎng)度則為 50 米左右。但是，從輸送容量的角度來(lái)看，直流線路大于是交流線路的兩倍。線路走廊的長(zhǎng)度略短，而且輸送容量是兩倍，所以直流輸電的傳輸效率要比交流傳輸高出兩倍還多。 高壓直流輸電的歷史及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 換流技術(shù)對(duì)直流輸電技術(shù)的發(fā)展有著非常重要的作用，尤其是大功率、高電壓的換流 設(shè)備的發(fā)展對(duì)其有著更為重要的影響。 第一階段：汞弧閥換流時(shí)期 1901 年發(fā)明的汞弧整流管只能用于整流。 1928 年具有柵極控制能力的汞弧閥研制成功，它不僅可以用于整流，而且也解決了逆變問(wèn)題。由此大功率汞弧閥使直流輸電成為現(xiàn)實(shí)。不過(guò)汞弧閥制造技術(shù)有著諸多缺點(diǎn)，比如維護(hù)困難、成本較高、穩(wěn)定性差、技術(shù)復(fù)雜、逆弧故障率高等，這些缺點(diǎn)制約了直流輸電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。 第二階段：晶閘管閥換流時(shí)期 上世紀(jì)七十年代后，在微電子領(lǐng)域中各項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)和進(jìn)步，對(duì)換流設(shè)備的改進(jìn)有了重要的影響。高壓大功率晶閘管 的出現(xiàn)就是其中重要的一環(huán)，代表了一個(gè)時(shí)期的出現(xiàn)。晶閘管換流閥配合計(jì)算機(jī)控制在很大程度上提升了整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，讓整體的換流效率有了更大的提升，使得直流輸電技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展。 第三階段：新型半導(dǎo)體換流設(shè)備的應(yīng)用 90 年代以后，絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT）開始被廣泛運(yùn)用于換流設(shè)備當(dāng)中并取得很大的成功。在 1997 年的瑞典，世界上第一個(gè)在電壓源換流器中采用 IGBT 的直流輸電項(xiàng)目投入使用并取得成功。北歐地區(qū)的 Estlink（海底電纜工程）是當(dāng)前世界上最大的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的出現(xiàn)也是得益 于 IGBT 的應(yīng)用。 Estlink 標(biāo)稱的運(yùn)行電壓為，傳輸容量 350MW ，電纜全長(zhǎng) 105km 該工程的額定向分別為：電壓： 150kV，容量 350MW，電纜長(zhǎng)度 105km。 我國(guó)直流輸電的發(fā)展 1989 年，我國(guó)自行研制的舟山直流輸電工程 (士 l00kV， 100MW， 54km)投入運(yùn)行；葛洲壩 — 上海 (葛上線 )是我國(guó)的第一個(gè)高壓直流輸電工程（177。 500kV， 1200MW， 1064km） 1990 年投運(yùn)。 90 年代下葉，開始建設(shè)三峽 — 常州直流工程、三廣直流工程和貴廣直流工程。向家壩 上海177。 800 千伏特高壓直流輸電示 范工程起于四川復(fù)龍換流站，止于上海奉賢換流站。額定輸送功率 640 萬(wàn)千瓦，最大輸送功率 700 萬(wàn)千瓦；直流輸電線路途經(jīng)八省市，全長(zhǎng)約 2020 公里。 近期即將開工的直流輸電工程： （ 1） 呼盟－遼寧直流工程，此工程計(jì)劃近期開工。這是我國(guó)第八個(gè)長(zhǎng)距離、大容量高壓直流輸電工程。該工程的各直流項(xiàng)的額定值分別為：電壓： 500kV，電流 3kA，功率3000MW。直流線路西起內(nèi)蒙呼盟、東至遼寧沈陽(yáng)，全長(zhǎng)約 908km。通過(guò)此工程，內(nèi)蒙地區(qū)的富裕能源將源源不斷地送往東北工業(yè)基地。 （ 2） 寧東－山東直流工程，這將是是我國(guó)第 九個(gè)長(zhǎng)距離、大容量高壓直流輸電工程。也是第九個(gè)西電東送的高壓直流輸電工程。該工程的各直流項(xiàng)的額定值分別為：電壓：500kV，電流 3kA，功率 3000MW。直流線路西起寧夏銀川、東至山東濰坊，全長(zhǎng)約1043km。目前正處于規(guī)范書編制階段。通過(guò)此工程，西北地區(qū)的富裕能源將源源不斷地送往東部工業(yè)基地。 第 2 章 VSCHVDC 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 VSCHVDC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) VSCHVDC 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如下路所示，其基本元件將在下面介紹。 圖 VSCHVDC 系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 VSCHVDC 的基本結(jié)構(gòu)主要是由這幾個(gè)部分設(shè)備組成： a 直流電容器的部分、b 六脈動(dòng)換流橋的部分、 c 交流側(cè)濾波器的部分和 d 用來(lái)保護(hù)環(huán)流器的部分的設(shè)施。換流閥由 IGBT 元件串聯(lián)組成，每一個(gè)元件都有一個(gè)反并聯(lián)二極管。為了讓串聯(lián)元件在導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)候能夠得到均勻的動(dòng)態(tài)電壓分布，配有專門的觸發(fā)設(shè)施，每個(gè)元件上海并聯(lián)有均壓回路。低電位的控制系統(tǒng)產(chǎn)生控制信號(hào)，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，使用光導(dǎo)纖維傳輸?shù)礁唠娢坏?IBGT 上去，完成對(duì)換流閥的控制。換流閥使用去離子水進(jìn)行
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