vsc-hvdc输电系统的特点与应用

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1、第1期总第235期农业科技与装备No．1TOtalNo．2352014年1月AgriculturalScience&Technololan．2014VSC—HVDC输电系统的特点与应用唐博，王鹏(1．沈阳鑫通电站设备制造有限公司，沈阳110035；2．沈阳优力机电设备有限公司，沈阳110035)摘要：轻型直流输电系统是基于VSC技术的新型直流输电技术。介绍轻型直流输电基本原理，对比轻型直流输电技术与传统直流输电技术在结构和功能方面的区别，阐述轻型直流输电的优点，并对其应用进行总结和展望，以期为轻型直流输电技术在我国的应用和发展提供一定参考。关键词：输电

2、技术；轻型直流输电；换流器；电压源型换流站中图分类号：TM721．1文献标识码：A文章编号：1674-1161(2014)01—0047—03直流输电系统的换流站经历了从汞弧阀到晶闸●__～管阀的变化。基于技术上的可行性和需要，近年来国zzZzzZZ外发展了轻型直流输电(HVDCLight)技术，并用于实4一一际工程。其核心是采用可关断元件构成VSC进行直J流输电。这种新型输电系统设计容量从几兆瓦到几百zzzzZ2兆瓦，可以向无源网络供电，整个电站按照模块化设计，占地面积仅为同等容量下传统直流输电电站的20％。从运行实际来看，该工程电力输送非常稳定．换

3、1．滤波器；2．换流电抗器；3．全控器件；4．直流电容流站能够满足噪声水平、谐波畸变、电话干扰和电磁图1轻型直流输电系统结构示意图Figure1DiagramofconfigurationforHVDCLight场等方面的技术要求。1轻型直流输电简介制信号经与三角波载波信号“比较产生触发信轻型直流输电采用可关断电力电子器件构成电号M(如图3所示)。压源型换流站(VoltageSourcedConverters，VSC)进行直流传输(如图1所示)，而传统直流输电采用相控换流器(PhaseCommutatedConverters．PCC)技术。随着大功率电

4、力电子器件的发展，如IGBT电压达到6，5kV，电流最大达到3kA，IGCT(IntegratedGateCom—mutatedThyristor)目前能承受的断态重复峰值电压(Repetitivepeakof—stateyohage)达到6．0kV、最大1．直流电容器；2．IGBT；3．续流二极管：可控关断电流(Max．controllableturn—offcurrent)达到4．换流电抗器；5．换流电容器3~6kA，用可关断器件构成换流站来进行直流传输。图2由IGBT构成的VSC换流器单相图2轻型直流输电的特点Figure2Onephasedia

5、gramofaVSCwithIGBT轻型直流输电是在电压源换流器(VSC)技术和当2+被触发导通后，输出电压／to=uj2：当2～被门极可关断晶闸管(GTO)及绝缘栅双极晶体管(IG—触发导通后，tto=UJ2，由于2+和2一不同时触发导通。BT)等全控型功率器件基础上发展起来的．由高频开关器件IGBT构成的正弦脉宽调制(SPWM)式VSC所以。只有两种数值。经换流电抗器和滤波器滤除单相电路如图2所示。其工作原理是：工频正弦波控“。中的高次谐波分量后，交流母线上可得到与波形相同的工频正弦波电压u。其中，决定开关的动作频率，n决定输出电压u。的相位和幅值

6、。改变的收稿日期：2013—08—22作者简介：唐博(1986一)，男，助理工程师，从事机械设计制相位，即改变。与的相位关系，可改变有功功率的造及其自动化方面的研究工作。大小和方向；改变u的幅值，即改变与的数值48农业科技与装备2014年1月J／／fL图4轻型直流输电电缆／Figure4CableofHVDCLight^。I己、压，构成常电压控制，另一侧换流站控制有功功率，常——fb1电压控制方式使两侧有功功率自动平衡；另外，换流图3VSC波形图站也可以控制交流电压，将变压器一次电压稳定在某Figure3CharacteristicsofaVSCwit

7、hIGBT一预定值．同时也可以对风力发电站电压闪变进行控关系，可改变无功功率的大小和极性(感性或容性)。制。因此．VSC换流器可单独调节有功功率和无功功率。3轻型直流输电与传统直流输电比较有功功率的计算公式为：从结构上来讲，两者的区别为：1)传统直流输电系统通过换流变压器同电网连接；而轻型直流输电系sina(1)统则通过小型电抗器与电网相连，只有在直流电压同无功功率的计算公式为：电网电压不相匹配时才加变压器。2)传统的直流输n一(2r7、电需要电容器或者调相机等进行无功补偿；而轻型直流输电系统则不需要，只需要尺寸很小的滤波器。3)式中：，分别为VSC输

8、出电压。和母线电压传统直流输电在直流侧采用平波电抗器抑制直流电基频分量的有效值；d为“。与的相