柔性直流输电在城市电网中应用的可行性.pdf

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1、技术与应用柔性直流输电在城市电网中应用的可行性黄华(湖北省仙桃供电公司，湖北仙桃433000)摘要由于大中城市的空中输电走廊的限制和不断发展的城市负荷，仅有交流线路的城市电网已经越来越不能满足社会和经济发展的需求。柔性直流输电利用电压源换流器的自换向特性使其具有诸多优点，研究其在城市电网中的应用具有重要意义本文分析了当前城市电网面临的问题和柔性直流输电的原理及技术优势，详细对比分析了目前城市电网的供电方式，从现实性因素、输电成本评估以及综合评估三方面简单论证了柔性直流输电在城市配网中的应用的可行性

2、。关键词：城市电网；柔性直流输电；应用TheApplicationofVSC-HVDCinUrbanPowerGridHuangHua(HubeiXiantaoElectricPowerSupplyCompany,Xiantao，Hubei433000)AbstractDuetotheairtransmissioncorridorconstraintsoflargecitiesandthesustainedrapidgrowthofcityload，pureAClinescannolongerme

3、ettheneedsofsocialandeconomicdevelopment．FlexibleDCpowertransmissionhasmanyadvantagesduetotheuseofvoltagesourceconverter’Sself-commutatedcharacteristics．ItismoreimportanttostudyontheapplicationofVSC-HVDC．Thispaperanalyzesthecurrentproblemsfacedbycityd

4、istributionnetworkandthetheoryandtechnicalsuperiorityofVSC-HVDC，simplydemonstratesthefeasibilityofapplicationofVSC-HVDCinurbanpowergrid．Keywords：urbanpowergrid；VSC—HVDC；application自1954年第一个商业化高压直流输电工程投在一个周波内可换相多次；利用脉宽调制(PWM)入运行以来，该技术得到了广泛应用。国外许多公技术控制阀

5、的触发来调制VSC输出的电压和电流司将柔性直流输电【1]纳入重点研究计划中，许多学以获得近似正弦波的输出，并同时控制功率因数。者也对它展开了研究。国内柔性直流输电技术研究比较晚，目前还属于起步阶段。虽然实际工程中已有多个柔性直流输电投入商业运行，但基本都用于与风电场互联、交流系统的互联等，直接在城市电网中的应用还没有。现有文献基本都是讨论柔性直流输电的特点、模型及控制策略，讨论在城市电网图1柔性直流输电原理图中应用的有关研究并不多。采用PWM技术的VSC具有两个控制变量：调因此有必要对柔性直流输电

6、在城市电网中的应制比M和相对于VSC交流母线电压的移相角度用进行评估与比较，为柔性直流输电在城市电网的，其输出交流母线电压的基波分量为应用提供一定的参考价值。：一(1)、，21柔性直流输电基本原理式中，Ud为VSC直流侧电压；为直流电压利用率；柔性直流输电系统原理[如图1所示。由于采。为交流母线电压的相角。用全控型器件组成电压源换流器(VSC)，使VSCVSC与电网间传输有功P及无功Q分别为2011年第8期电壹罱譬技术J29技术与应用IdcrP=．'-'s'-'csin(2)一sI／,／3D：!二

7、!!(3)式中，为直流与交流电缆载流能力的比值；，一X，，dc依次为直流电缆传输容量、单极对地电压式中，为换流电抗器电抗。和直流电流；，，厶依次为交流电缆传输容可以看出，VSC输出电压的幅值取决于调制量、线电压和相电流。比，频率与相位取决于给定正弦调制波的频率与对于耐压水平，直流电缆的容许工作电压是交相位。而吸收的有功P和无功Q取决于的相位流电缆电压的3～8倍，保守估计假设直流电缆的和幅值，因此通过PWM控制正弦调制波的相位和耐压水平与交流电缆的峰值电压相等，即调制比就可以控制有功和无功的大小和方

8、向，从、矿而实现对有功和无功的独立迅速调节。一—(5)～√32城市电网供电方式分析代入式(4)得，目前城市电网可采用的地下供电方式有三种[31：交鱼：ldcK1：√，：1．414七(6)流电缆供电、传统高压直流供电和柔性直流供电方式。sI

9、3ll2．1交流电缆供电(HVAC)直流电缆载流能力一般是交流电缆的1．1～1．4目前城市的地下供电方式大多采用高压交流电倍，故直流电缆传输容量是交流电缆的1．5～2．0倍。缆供电，主要设备包括交流连接网络、变电站、因此，输送相同的功率时所需直流