高壓直流輸電(HVDC)作為一種新興的輸電技術(shù),目前已經(jīng)得到了廣泛的重視和應(yīng)用。隨著“西電東送”和“全國聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略規(guī)劃的實施,我國將出現(xiàn)越來越多的直流輸電工程。主要介紹高壓直流輸電的特點,并且著重針對高壓直流電源控制系統(tǒng)的運行特點進行研究。
關(guān)鍵字:高壓輸電 [34篇] 直流輸電 [54篇] 控制系統(tǒng) [54篇]
一、引言
利用高壓直流系統(tǒng)固有的快速、大范圍可控制的輸送電能的特點,可以借助交直流系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)節(jié)的手段來提高與直流系統(tǒng)相連接的交流系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。為了實現(xiàn)這一目的,必須在直流輸電系統(tǒng)主控制器上附加特殊的穩(wěn)定控制器。文章基于此在介紹了高壓直流輸電的特點的基礎(chǔ)上對高壓直流電源控制系統(tǒng)的運行特點進行了研究。
2、對線路故障的自防護能力好。交流線路單相接地后,其消除過程一般約0.4-0.8s,加上重合閘時間,約0.6—1s恢復(fù)。直流線路單極接地,整流、逆變兩側(cè)晶閘管閥立即閉鎖,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法過零的困難,直流線路單極故障的恢復(fù)時間一般在0.2-0.35s內(nèi)。若線路上發(fā)生的故障重合(對直流輸電系統(tǒng)為再啟動)過程中重燃,交流線路就三相跳閘了。直流輸電系統(tǒng)則可以用延長留待去游離時間及降壓方式來進行第二、第三次再啟動,創(chuàng)造線路消除故障、恢復(fù)正常運行的條件。對于單片絕緣子損壞,交流系統(tǒng)必然三相切除,直流系統(tǒng)則可降壓運行,而且大多能取得成功。
3、潮流和功率控制可實現(xiàn)自動化。交流輸電的潮流取決于 網(wǎng)絡(luò) 參數(shù)、發(fā)電機與負荷的運行方式,控制難度較大,需由值班人員調(diào)度。直流輸電系統(tǒng)的功率傳輸可全部自動控制。
4、對短路容量無影響。兩個電網(wǎng)以交流互聯(lián)時,將增加兩側(cè)系統(tǒng)的短路容量,有時會造成部分原有斷路器不能滿足遮斷容量要求而需要更換。如果兩電網(wǎng)以直流系統(tǒng)互聯(lián)(背靠背方式),無論哪里發(fā)生故障,在直流線路上增加的電流都是不大的,因此不會影響交流系統(tǒng)的斷路容量。
(二)高壓直流輸電控制方式。直流小方式調(diào)制控制;小方式調(diào)制的目的主要是阻尼一種或多種模態(tài)的振蕩,控制信號一般加于直流基本控制的電流指令環(huán)節(jié)。由于調(diào)制功率幅值不大的緣故,小方式調(diào)制無需兩端換流站之間的通信。直流大方式調(diào)制控制:大方式調(diào)制控制旨在擴展系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限,從而保障系統(tǒng)在大擾動下的安全。控制作用點通常取為直流基本控制的功率直流環(huán)節(jié)。相對于小方式調(diào)制控制,大方式調(diào)制對直流功率改變幅度較大,作用時需要與對端換流站通信。有的大方式調(diào)制控制信號取為兩端交流系統(tǒng)的頻率偏差,這樣的控制器也可被稱為頻率調(diào)制控制器,因為由它的控制作用可以提高兩側(cè)交流系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。Y角調(diào)制:對于直流聯(lián)系的弱交流系統(tǒng),直流功率調(diào)制的功效將大大削弱。假設(shè)整流側(cè)調(diào)制作用使得直流電流上升,由于直流電壓是由逆變側(cè)電壓控制環(huán)節(jié)以及換流站交流母線電壓決定的,隨著電流的上升逆變側(cè)無功功率的需求量將增加。該問題的一種解決方法是在逆變側(cè)引入Y角調(diào)制從而保障整流側(cè)功率調(diào)制的有效性。
四、結(jié)論
HVDC系統(tǒng)的基本控制在整流側(cè)基本采用恒定電流控制和α限制控制相結(jié)合的方式;逆變側(cè)多采用恒定熄弧角控制或恒定電壓控制,以保證系統(tǒng)獲得正常的直流電壓,也配合有特殊情況下的恒定電流控制。直流基本控制的環(huán)節(jié)眾多、控制過程相對較復(fù)雜。在這種基本控制的作用下的直流系統(tǒng)并不能直接提高整個交直流混合系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因此常常需要附加控制來拓展直流聯(lián)絡(luò)線的控制能力,以提高交流系統(tǒng)的動態(tài)性能。
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