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正文內(nèi)容

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(shū)(編輯修改稿)

2025-07-21 15:46 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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。總而言之,就過(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(jiàn),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。互相之間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(mén)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?! 〉谌A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(kāi)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(kāi)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2000公里。 近期即將開(kāi)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(kāi)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(shū)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?! 〉?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。 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)
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