轻型直流输电系统

《轻型直流输电系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、—、简介轻型直流输电即HVDCLight,该技术由ABB公司在上个世纪八、九I•年代研制开发的一种新型输电技术。HVDCLight轻型直流输技术，以电压源型换流器（VSC）为核心，硬件上采用IGBT等可关断器件，控制上采用脉宽调制技术（PWM）以达到具冇高可控性直流输电的冃的。HVDCLight系统存在两个慕木元索：换流站和一对电缆。换流站是电压源换流站,控制着IGBT的通断，其原理如图所示。I检視学2—金虑电轨农—X咆懐」一n穢电吝H2二两大关键技术2.12.1电压源换流器（VSC）技术在传统电力工业中用于高

2、压肓流输电的基PCC技术，如今已几乎全被VSC技术所取代。这2种技术的根本区别在于PCC技术不仅需要开通电流的电力电了元件，还需要关断电流的组件。1佃VSC技术则不需要这么麻烦，它通过使用全控羽功率兀件IGBT,nJ-方便地控制电流的开断。由于VSC能切断电流，就不需耍从所联结电网来获取有源换相电压，所以比在驱动装置上控制电动机的速度容易得多。VSC应用在HVDCLight±,使得HVDCLight可以连接“无源”网络。2.22.2脉宽调制技术(PWM)VSC使川具冇高频开断功能的器件IGBT,这使得PWM的应

3、川成为可能。PWM控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲,用这些脉冲来代替疋弦波或所耍的波形。PWM通过在两固定的直流电压间快速切换来产生交流电压，并通过交流低通滤波器从高频脉冲调制电压屮得到期望的基波电压。使用PWM技术，可瞬时地改变交流输出电压的相位与幅值,从而实现有功与无功的独立调节。经PWM逆变的交流电压可随控制系统的变化而变化。这样就可省略传统HVDC中的换流变压器，使电路结构简化，缩小占地而积。应用PWM技术，在一定限度内可以通过改变PWM型式获得任

4、意相角与幅值，这一过程几乎是瞬间完成的。由于PWM允许单独控制冇功功率和无功功率，使得VSC非常接近于理想的输电网中的一个分支。从系统的角度来看，它可以看作是一个没冇质量的马达或发电机，儿乎能够瞬时控制有功功率和无功功率。因为AC电流是可控制的，换流器不提供短路容量。3三、HVDCLight的特性与传统的直流输电技术相比较，HVDCLight系统具有以下优点(I)正常运行时，VSC可以同时而且独立地控制有功功率和无功功率，其至可以使功率因数为1,这种调节能够快速完成，控制灵活方便。而传统HVDC屮控制量只有触发

5、角，不可能单独控制有功功率或无功功率。另外，VSC不仅不需要交流侧提供无功功率而且能够起到STATC0M的作用，动态补偿交流母线的无功功率，稳定交流母线电压。这意味着故障时，如果VSC容量允许，那么HVDCLight系统既可向故障系统提供有功功率的紧急支援，乂町提供无功功率紧急支援，从而能捉高系统的功角稳定性和系统的电压稳定性。⑵VSC电流能够口关断，对以工作在无源逆变方式，所以不需耍外加的换相电压，受端系统町以是无源网络，克服了传统HVDC受端必须是有源网络的根本缺陷，使利用HVDC为远距离的孤立负荷送电成为

6、町能。(3)潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性不变，与传统HVDC恰好相反。这个特点有利于构成既能方便地控制潮流乂有较高可靠性的并联多端直流系统，克服了传统多端HVDC系统并联连接时潮流控制不便、串联连接时乂影响叮靠性的缺点。(4)由于VSC交流侧电流可以被控制，所以不会增加系统的短路功率。这意味着增加新的HVDCLight线路后，交流系统的保护整定基本不需改变。(5)模块化设计使HVDCLight的设计、牛产、安装和调试周期大大缩短。同时，VSC采川PWM技术，开关频率相对较高，经过高通滤波后就可得到

7、所需交流电压，可以不川变压器，从而简化了换流站的结构，并使所需滤波装置的容量也人大减小。换流站的占地面积仅约同容量下传统直流输电的20%o采用新型(XLPE)直流电缆，可以直接安装在现冇交流电缆管内，可以使输送容屋提高约50%o(3)换流站间的通讯不是必需的，每个站可以独立控制，易于实现无人值守。而HHVDCLight在电网故障后快速恢复控制能力良好。4四、HVDCLight的应用HVDCLight作为一项新技术，hl前的工程应用实例还相当少见，截止至II前，共冇以下一些HVDCLight工程投入实际运行。项目

8、名称国家长度/km电压/kv容量/MVA投运时间主要目的Hellsjon试验工程瑞典101031997.3轻型高圧宜流输电试验，使两交流电网互联GotlandLight瑞典7080601999.12风力发电Direct-Link澳大利亚65801802000.6交流电网非同步互联及电力市场交易Tjaereborg丹麦4982000.9小型风力发电EaglePass美国背靠背式15.93