直流输电与直流输电与 FAC TS 技术技术----总结总结第一部分：绪论第一部分：绪论§§1.1~1.2 ☞高压直流输电： 将交流电通过换流器转变为直流电(即整流整流)， 并经输电线路把直流电送入受电端，再把 直流电转变为交流电供用户使用(即逆变逆变)☞直流输电的分类：a).基于晶闸管换相换流器（LCC）的传统高压直流输电b).基于电压源换流器（VSC）的高压直流输电[采用全控器件]c).混合型高压直流输电(LCC-VSC)为什么进行高压直流输电？为什么进行高压直流输电？☞☞ 高压直流输电的优点：高压直流输电的优点：1). 直流输电架空线路的造价低、损耗小▲ 交、直流输电导线有相同截面和绝缘水平时，Pd(直流输送功率)≈Pa(交流输送功率)▲输送相同功率，直流输电线路所用线材仅为交流输电的 1/2～2/3，线损小▲输送同容量，直流输电线路的杆塔结构更简单，线路走廊占地面积大幅减少▲交、直流输电的等价距离等价距离：架空线路等价距离为 600～800km；电缆线路等价距离则可以降低至 30km等价距离：等价距离：直流输电线路和换流站的造价与交流输电线路和变电所的造价相等时的输电距离称交直等价距离2). 不存在交流输电的稳定性问题，输送功率不受线路电感限制，有利于远距离大容量送电。
3). 可实现非同步运行的电网互联4). 高压直流输电易于实现地下、海底电缆输电5). 高压直流输电易进行潮流控制，且响应速度快、调节精确、操作方便；而交流线路的潮流控制比较困难6). 高压直流输电工程便于分级分期建设和增容扩建，可及早发挥投资效益当一极发生故障时，只需停运故障极，另一极仍可输送至少 50%的电能☞☞ LCC-HVDC 的缺点的缺点1).换流站设备多、造价高、结构复杂、运行费用高2). 换流器工作消耗较多无功，需进行无功补偿3). 换流器工作时，交、直流侧均产生谐波，须装设滤波装置，使换流站的造价、占地面积和运行费用大幅提高4). 直流电流没有电流的过零点，灭弧较难5). 直流输电以大地(或海水)为回路会产生一系列技术性问题☞☞ 高压直流输电的适用场合高压直流输电的适用场合–地下或水下电缆–远距离大容量输电–交流系统非同步联网–在互联电力系统中控制潮流–柔性直流输电用于新能源发电的联网§§3.1☞☞ 高压直流输电的构成方式高压直流输电的构成方式A. 按连接端数分：按连接端数分：1).两端直流输电工程2).多端直流输电工程B. 按直流联络线型式分按直流联络线型式分:1). 单极一线----地制采用正极接地，负极运行。
负极运行优点：可减小线路雷击概率，且电晕引起的无线电干扰较正极运行时小2). 双极联络线采用一正一负运行，两个换流器间的连接点接地正常运行无接地电流；若一条线路故障，另一极可通过大地运行，还可承担一半及以上的额定负荷3). 同极联络线两极导线为负极性，采用大地作为回路优点：电晕引起的无线电干扰较小，雷击概率小4). 背靠背直流输电系统（非同步联络站）其整流站和逆变站的设备通常装设在一个站内§§3.2 ☞☞ 高压直流输电系统的结构和元件高压直流输电系统的结构和元件元件：元件：1).换流变压器•功能：–实现电压变换–参与实现交流与直流电之间的相互变换–抑制直流故障电流•特点：–短路阻抗大，保护晶闸管–绝缘要求高，噪声大，损耗高–设备复杂，价格昂贵2).换流阀3).平波电抗器功能：–防止轻载时，直流电流断续–抑制直流故障电流的快速增加，减小逆变器换桥臂相失败的几率–减小直流电流纹波–避免换流阀遭受过电压应力而损坏5).无功补偿装置▲▲ HVDC 系统的主要元件系统的主要元件1).换流器2).滤波器3).平波电抗器4).无功功率电源5).直流输电线6).电极：与大地相连接的导体，面积较大7).交流断路器第一章第一章 换流器的工作原理换流器的工作原理☞☞ 晶闸管的工作原理晶闸管的工作原理不可控器件：二极管半控型器件：三极管（晶闸管）晶闸管一旦导通，门极就失去控制，去除门极信号，仍然维持导通关断方法：采取加反向电压的方法全控型器件：IGBT、~1.单桥整理器– 三相整流桥 共阴极组：VT1，VT3，VT5 共阳极组：VT4，VT6，VT2– 晶闸管编号方法：按导通顺序– 任意时刻共阳极组和共阴极组中各有一个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压– 自然换流点：控制参考点，即线电压过零点。
▲ C1 之前， ud= ucb▲ C1 之后， ud= uab▲ C2 之后，ud= uac▲ C3 之后，ud= ubc– 触发滞后角 α ：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲出现的电角度–导通角 θ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度 α=60º=2𝐸𝜋/3≈ 1.35𝐸• •触发脉冲的特点：触发脉冲的特点：–按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序，相位依次差 60º–共阴极组 VT1、VT3、VT5 的脉冲依次差 120º–共阳极组 VT4、VT6、VT2 也依次差 120º–同一相的上下两个桥臂，如 VT1 与 VT4，脉冲相差 180º–一个周期脉动 6 次，每次脉动的波形都一样，u𝑑故该电路为 6 脉波整流电路–移相范围：0º~120º ☞☞ 换相过程分析换相过程分析(V5—>V1) ωt 0𝛾 = 0𝑉𝑑0=1 𝜋/3∫2𝜋 3+ 𝛼𝜋 3+ 𝛼2𝐸sin𝜔𝑡𝑑𝜔𝑡=2𝐸𝜋/3cos𝛼 = 𝑉𝑑0cos𝛼 0𝛾 > 0理想情况下（） ，时，;𝛾 = 0𝜔𝑡0= 𝛼𝑉𝑑= 𝑢𝑎𝑏因，所以到的过程中，𝛾 > 0𝜔𝑡0= 𝛼𝜔𝑡1= 𝛼 + 𝛾𝑉𝑑= 𝑢𝑎𝑏。