直流输电原理 直流输电(HVDC)是将发电厂发出的交流电,经整流器变换成直流电输送至受电端,再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网的一种输电方式。 直流输电系统主要由换流站(整流站和逆变站)、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成(见图直流输电系统的基本构成)。其中换流站是直流输电系统的核心,它完成交流和直流之间的变换。 直流输电所用的换流器通常采用12个(或 6个)换流阀组成的12脉动换流器(或 6脉动换流器)。早期的直流输电工程曾采用汞弧阀换流,20世纪 70年代以后均采用晶闸管换流阀。目前,新型半导体器件绝缘栅双极晶体管(IGBT)得到广泛应用。 换流变压器可实现交、直流侧的电压匹配和电隔离,还可以限制短路电流。换流变压器阀侧绕组所承受的电压为直流电压叠加交流电压,而且两侧绕组中均有一系列的谐波电流。因此,换流变压器的设计、制造和运行均和普通电力变压器有所不同。 平波电抗器与直流滤波器共同承担直流侧滤波的任务,同时它还具有防止线路上的陡波进入换流站,防止直流电流断续,降低逆变器换相失败率等功能。 运行时换流器的交流侧和直流侧都会产生谐波,所以在两侧需要装设交流滤波器和直流滤波器。由晶闸管换流阀组成的电网换相换流器,运行中还吸收大量的无功功率。因此,在换流站要利用交流滤波器提供的无功,有时还需要另外装设无功补偿装置。 保护装置是实现直流输电正常起停、正常运行、自动调节、故障处理与保护等功能的设备,它保证直流输电运行的可靠性。 直流输电主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网,具有线路投资少、不存在系统稳定问题、调节快速、运行可靠等优点。直流输电的发展也受到一些因素的限制。首先,直流输电的换流站比交流系统的变电所复杂、造价高、运行管理要求高;其次,换流装置(整流和逆变)运行中需要大量的无功补偿,正常运行时可达直流输送功率的40~60%;换流装置在运行中在交流侧和直流侧均会产生谐波,要装设滤波器;直流输电以大地或海水作回路时,会引起沿途金属构件的腐蚀,需要防护措施。要发展多端直流输电,需研制高压直流断路器。 随着电力电子技术的发展,大功率可控硅制造技术的进步、价格下降、可靠性提高,换流站可用率的提高,直流输电技术的日益成熟,直流输电在电力系统中必然得到更多的应用。 柔性直流输电原理 与传统直流输电不同,柔性直流...