高壓直流輸電技術(shù)專業(yè)文獻(xiàn)綜述-在線瀏覽
2025-01-10 22:36本頁(yè)面
【正文】 高壓直流（ High Voltage Director Current – HVDC）輸電的優(yōu)點(diǎn)超過(guò)交流輸電。 隨著晶闡管閥的出現(xiàn)， HVDC 更加具有吸引力， 第一個(gè)采用晶闡管的 HVDC 系統(tǒng)是于 1972 年建立的依爾河（ Eel River）電力系統(tǒng)，額定電壓 DC80kV, 傳輸功率 350 MW. 晶闡管閥現(xiàn)已是 HVDC 換流站的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，環(huán)流設(shè)備的新發(fā)展，這些發(fā)展使 HVDC 得到 ２ 了更廣泛地應(yīng)用。 根據(jù) IEEE 統(tǒng)計(jì)， 在 1975 年全世界已投運(yùn)的 HVDC 工程只有 11 項(xiàng)，輸電電容為 5GW；而到 1996 年已猛增到 56 項(xiàng)，輸電容量達(dá) , 增長(zhǎng)了 11 倍。 在直流輸電發(fā)展過(guò)程中， 國(guó)外目前正在研究與應(yīng)用輕型直流輸電技術(shù)（ ABB 稱為HVDC Light, Semiens 稱為 HVDC Plus） . 輕型直流輸電系統(tǒng)采用 GTO,IGBT 等可關(guān)斷的晶闡管組成換流閥，省去了換流變壓器，整個(gè)換流站可以搬遷，可以使中等容量的直流輸電工程在較短輸送距離時(shí)也能與交流輸電競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)受端系統(tǒng)的容量沒(méi)有要求，故可以于孤立小系統(tǒng)（海上石油平臺(tái)，海島等）的供電。 我國(guó)高壓直流輸電概況 我國(guó)自 20 世紀(jì) 80 年代中期建成 第一條舟山 – 鎮(zhèn)海，電壓 100kV 輸送功率 50MW 的直流輸電線路以來(lái)，高壓直流輸電得到了迅速發(fā)展。 500KV， 12脈波雙極換流閥，該工程已于 1998 年投入運(yùn)行。 500KV HVDC, 線路全長(zhǎng) 890KM，額定容量 3000MW, 單極于 2020 年 12 月送點(diǎn)， 雙極于 2020 年 4 月投運(yùn)； 三峽荊州 – 廣東惠州及貴州 – 廣州的兩個(gè) 177。 三峽右岸送出工程中，三峽 – 上海青浦的 177。 500KV HVDC 工程也將于 2020 年底前招標(biāo)建設(shè)。 500KV 和177。此 外，我國(guó)已建成的華東，華北，東北，南方四省和西北六大電網(wǎng)，還有四川，山東等 超級(jí)省網(wǎng)。 HVDC 的應(yīng)用領(lǐng)域 （ 1）超過(guò) 30km 左右的水下電纜。瑞典 FENNO – 芬蘭 SKAN 的 HVDC 線路橫跨海峽，采用 220km 長(zhǎng)的電纜。由于交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題或 兩系統(tǒng)的額定頻率不同，在這種情況下，不適宜用交流連接。這兩種情況在美國(guó)最多見，其它如印度，日本，歐洲等國(guó)家也采用。超過(guò) 700km 距離時(shí)，用 HVDC 代替交流輸電，極具競(jìng)爭(zhēng)力。 HVDC 輸電系統(tǒng)具有快速控制傳輸功率的能力。理 解 HVDC 系統(tǒng)的特性，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行和穩(wěn)定控制都市及其重要的。 ３ 2 HVDC 運(yùn)行特性及其與交流輸電的比較 電力系統(tǒng)規(guī)劃人員在直流輸電河交流輸電兩種方式進(jìn)行的比較時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮一下因素。眾所周知，隨著輸送容量不斷增長(zhǎng)，穩(wěn)定問(wèn)題越來(lái)越稱為交流輸電的制約因素。但是者將增加很多電氣設(shè)備，代價(jià)是昂貴的。 （ 2）線路故障時(shí)的自防護(hù)能力。 直流線路發(fā)生單極接地故障時(shí)，整流，逆變兩側(cè)晶闡管觸發(fā)脈沖立即閉鎖，電壓降到零，迫使直流電流降到零，故障電弧熄滅不存在電流無(wú) 法過(guò)零的困難，直流線路單極故障的回復(fù)時(shí)間一般在 ～ 內(nèi)。 若線路上發(fā)生的故障在重合（直流為再啟動(dòng)）中重燃，交流線路就三相跳闡了，而且直流線路則可用延長(zhǎng)留待去游離時(shí)間及降壓方式進(jìn)行第二，第三次再啟動(dòng)，創(chuàng)造線路消除故障，恢復(fù)正常運(yùn)行的條件。 因此，對(duì)占線路故障 80% ～ 90% 單相 （或單極）瞬時(shí)接地故障而言，直流較交流具有響應(yīng)速度快，回復(fù)時(shí)間短，不受穩(wěn)定制約，可多次再啟動(dòng)和降壓運(yùn)行來(lái)創(chuàng)造消除故障恢復(fù)正常運(yùn)行條件等多方面的優(yōu)點(diǎn)。通常，交流輸電線路具有較高的持續(xù)運(yùn)行能力，受發(fā)熱條件限制的允許最大連續(xù)電流比正常輸送功率大得多，其最大輸送容量一般是受穩(wěn)定極限控制。通常分 2h 過(guò)負(fù)荷能力， 10s過(guò)負(fù)荷能力和固有過(guò)負(fù)荷能力等。 總的來(lái)說(shuō)，就過(guò)負(fù)荷能 力而言，交流有更大的靈活性，直流如果需要更大的過(guò)負(fù)荷能力，則必須在設(shè)備選型時(shí)要預(yù)先考慮，此時(shí)需要增加投資。如前所述，直流輸電具有快速響應(yīng)的特點(diǎn)，當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，利用直流輸電的快速調(diào)節(jié)作用，能有效的提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 （ 5）潮流和功率控制。 （ 6）短路容量。直流互聯(lián)時(shí)，對(duì)兩個(gè)交流電網(wǎng)有很好隔離作用，不論在哪里發(fā)生故障，都不必增加交流系統(tǒng)的斷流容量。由于通過(guò)直流線路互聯(lián)的兩端交流系統(tǒng)可以有各自的頻率，輸送功率也可保持恒定（恒功率，恒電流等）。 （ 8）線路走廊。然而下列因素限制了直流輸電的應(yīng)用范圍： ① 直流斷路器費(fèi)用高。 ③ 換流站設(shè)備費(fèi)用高。 ⑤ 控制系統(tǒng)復(fù)雜。這些技術(shù)如下： ① 直流斷路器的進(jìn)展。 ③ 換流閥采用 12 脈波或 24 脈波運(yùn)行。 ⑤ 換流閥控制采用數(shù)字化和光線技術(shù)。控制的復(fù)雜性已不成為問(wèn)題，實(shí)際上已用于對(duì)正常和非正常運(yùn)行提供可靠和快速的控制。但是在多端直流輸電系統(tǒng)中，仍將直流斷路器作為有效的控制手段。 （ 1）強(qiáng)迫停運(yùn)率。 （ 2）電能不可用率。 表 1 交，直流工程的綜合強(qiáng)迫停運(yùn)率 名稱 交流① 直流①
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