直流系统运行特性

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1、直流系统运行特性2011年11月12一）概述直流输电的发展史直流输电之最直流输电的特点直流输电类型直流输电技术的发展3直流输电的发展史输电最早用DC1882年德国2kV1.5kW57km向慕尼黑国际展览会送电1889年法国125kV20MW230km从Moutiers到Lyon(里昂)DC发电机串联升压后来被AC输电所代替（交流电机、变压器）1954年高特兰岛（汞弧阀）第一次商业运行70年代后期汞弧阀被淘汰72年加拿大伊尔河BTB晶闸管阀年增长率1981–19982096MW/年八十至九十年代，一系

2、列500kV级晶闸管阀高压直流输电工程投产，标志着直流输电技术的成熟。现在，制造800kV直流系统设备，已经实现。目前投运的直流工程已近10０个。使用的晶闸管元件参数已达8kV、4kA以上。4直流输电之最（2011年）最高电压±800kV中国向上、云广1最大容量6400MW中国向上最长架空线1961km中国向上最长电缆250km瑞典－德国波罗的海工程电缆直流电压500kV美国新泽西州-纽约长岛工程DC电缆工程容量2000MW英法海峡BTB单元容量750MW中国高岭BTB站容量2200MW巴西－阿

3、根廷加勒比（Garabi）12脉动换流容量2000MW中国宁东5直流输电的特点1优点：1）与相同输送功率的交流线路相比，钢芯铝线省1/3，钢材省1/2–1/3，线路造价约为AC的2/3，需要的线路走廊还窄。2）DC电缆输电：输送容量大，造价低，损耗小，不易老化，寿命长，输送距离不受限制。3）无同步稳定性问题（交流P=E1E2sin/X12）,有利于长距离大容量送电。4）可异步运行。5）Pd、换流器吸收的Q均可快速控制，可用以改善所连AC系统运行特性。6）可分期投资建设。7）电网管理方便。8）可隔离

4、故障，有利于避免大面积停电。6等价距离7直流输电的特点2缺点：1）换流站：设备多，结构复杂，造价高，损耗较大，对运行人员要求高。2）产生AC、DC谐波。3）需40%-60%无功补偿。4）单极大地回线运行时，地电流引起的问题。正常运行方式应是双极平衡运行，尽量减小地电流（<1％In）8直流输电类型两端直流输电长距离大容量输电多端直流输电（意大利本土－科西嘉岛－撒丁岛；加拿大魁北克－美国新英格兰（詹姆斯湾－底斯坎通－桑地旁）增加灵活性高压大容量直流开关问题背靠背直流输电异步联网、非同步联网轻型直流输电全

5、控器件（GTO，IGBT）容量问题9柔性直流输电ABB、西门子公司、我国许继公司、中国电科院都在开发HVDCLight（ABB）HVDCPlus（西门子）柔性直流输电（我国）1997年3月第一个轻型直流输电在瑞典中部投运IGBT，3MW,10kV,10km目前最大容量德国NordE.ON1±150kV400MW海缆+架空线2009年目前最长距离非洲纳米比亚CapriviLink单极350kV300MW970km架空线2009年中国上海南汇±30kV18MW8km架空线2011年现已有10多个工程(瑞

6、典、澳大利亚、爱沙尼亚、芬兰、美国、中国等)10直流输电技术的发展1）应用领域作为交流输电有力的补充2）技术上的发展换流站设计每一高压直流输电工程都是根据其接入系统的具体要求量身定做的，包括其额定直流功率、额定直流电压、性能要求等重要参数都是按照接入系统的具体要求，优化选取的，还远没有交流设备那样标准化、系列化。规范化有利于设备设计、制造，降低设备成本、降低工程造价，促进直流输电发展。11直流输电技术的发展换流阀应用更高参数的晶闸管，减少阀元件数；应用新型器件光直接触发日本三菱、德国西门子电容换相技

7、术（CCC）瑞典ABB改善换流站无功特性，减少无功消耗强迫换相技术ABB（HVDCLight）,西门子（HVDCPlus）减小换流站无功消耗防止换相失败户外式结构提高可靠性，降低成本。滤波器连续调谐改善性能有源型减少占地12直流输电技术的发展直流控制保护硬件集成度进一步提高提高系统可靠性软件编程图示化、人机界面更友好。在线监测自检功能提高远方诊断多端直流输电更加灵活、经济。应用控制技术意大利本土－科西嘉－撒丁岛拉地松－尼可来－桑地旁轻型直流多端开发直流断路器，形成直流网络。13ABB控制保护设备发展

8、14ABB控制保护软件发展历程15二）国外的直流输电工程1）美国2）加拿大3）欧洲4）亚洲5）其他地区16(1)美国的直流输电工程1）远距离输电工程投运年份太平洋联线（PacificIntertie）70斯魁尔比尤特（SquareButte）77CU工程79魁北克－新英格兰（Quebec–NewEngland）86英特蒙顿（Intermountain）862）联网工程（BTB）戴维德（DavidA.Hamil）(美西部-东部）77伊迪康尼（EddyCounty）(美西