读书笔记2

运行方式1、双极全压定功率平衡方式：（1）功率可按计划在最小到额定功率间（2）调度需考虑直流传送功率最大变化对交流系统的影响2、双极平衡运行方式：（1）双极降压：由于天气原因影响两端换流站设备和直流线路绝缘时使用采用。最大直流电流限制在额定电流，最大功率降低（2）双极功率独立控制：故障恢复过程的过渡方式（3）双极独立电流控制：双极站间通信全部故障时采用的临时方式3、双极不平衡运行方式：（1）双极定功率不平衡方式：双极与单极转换过程；一极因热容量问题限制刷送功率，另一极可在最小到过负荷之间补偿；保持双极功率不变（2）一极双极功率控制，另一极电流控制方式：因站间通信故障等原因，一极变成电流控制，主导极补偿电流极功率变化，双极功率不变。两个极的电流差出现在接地极线（3）双极独立电流控制方式：两个极因站间通信，变成电流控制（4）双极电压不平衡方式：一个极因设备或线路绝缘问题降压所形成的运行方式4、单极大地回线运行方式：（1）单极与双极转换时，单极的临时接线方式（2）极电流通过接地极进入大地，构成回路（3）一般使用功率控制方式，站间通信故障使用独立电流控制;绝缘有问题可以降压运行5、单极金属回线运行方式：（1）单极的长时运行方式（2）直流电流通过另一极线路，构成回路，系统一般在逆变站接地，作为参考电位6、双极线并联大地回线运行方式：（1）两个极的直流线路并联，直流电流通过大地构成输电回路（2）可以减小一半线路损耗7、辅助控制方式：（1）潮流反转：直流系统的潮流可以反向，可以不停电自动进行，也可以停电操作（2）大地与金属回线方式转换：系统接地点在逆变侧，仅有转换刀闸，转换的断路器设置在整流侧（3）无功功率：两端换流器需要无功功率支持（4）换流变压器分接开关：根据需要可人工或自动控制；按保持换流变压器阀侧电压恒定或触发角在一定范围进行控制8、其他方式：（1）直流功率调制：可采用功率阻尼控制、单端或双端频率控制，以及直流功率紧急变化（2）调度中心控制（3）地区直流控制中心：多条直流受端集中控制构成直流输电系统可分为两大类：两端直流输电系统和多端直流输电系统：1、两端直流输电系统只有一个整流站和一个逆变站，它与交流系统只有连接端口，是结构最简单的直流输电系统。由整流站、逆变站和直流输电线路三部分组成具有功率反送功能的两端直流系统的换流站，既可作为整流站运行，又可作为逆变站运行；当功率反送时整流站作为逆变站运行，而逆变站则作为整流站运行换流站的主要设备有：换流变压器、换流器、平波电抗器、交流滤波器和无功补偿设备、直流滤波器、保护装置、远动通信系统、接地极线路、接地极等。直流输电所用的换流器通常采用由12个（或6个）换流阀组成的12脉动换流器（或6脉动换流器）两端直流输电系统可分为单极系统、双极系统和背靠背直流系统三种类型：（1）单极系统单极直流输电系统可以采用正极性或负极性。换流站出线端对地电位为正的称为正极，为负的称为负极单极系统的接线方式有单极大地（或海水）回线方式和单极金属回线方式两种。另外当双极直流输电工程在单极运行时，还可以接成双导线并联大地回线方式运行单极大地回线方式的线路结构简单，可利用大地可以省去一根导线，但其可靠性和灵活性较差；并且对接地极的要求较高，投资增加。（2）双极系统可分为三种类型：双极两端中性点接地方式、双极一端中性点接地方式和双极金属中线方式双极两端中性点接地方式：将正负两极导线和两端换流站的正负两极相连，构成直流侧的闭环回路。两端接地极所形成的大地回路，可作为输电系统的备用导线；在双极对称方式运行时，可基本上消除由地中电流引起的电腐蚀等问题。当双极电流不对称运行时，两极中的电流不相等，地中电流为两极电流之差双极一端中性点接地方式：只有一端换流站的中性点接地，其直流侧回路由正负两极导线组成，不能利用大地（或海水）作为备用导线；当一极线路发生故障需要退出工作时，必须停运整个双极系统，而没有单极运行的可能性；当一极换流站发生故障时，也不能自动转为单极大地回线方式运行，而只能在双极停运以后，才有可能重新构成单极金属回线的运行方式双极金属中线方式：利用三根导线构成直流侧回路，其中一根为低绝缘的中性线，另外两根为正负两极的极线；常中性线的一端接地，另一端的最高运行电压为流经金属中线最大电流时的电压降（3）背靠背直流系统背靠背直流系统是无直流输电线路的两端直流输电系统，它主要用于两个非同步运行（不同频率或频率相同但非同步）的交流电力系统之间的联网或送电，也称为非同步联络站；背靠背直流系统的整流站和逆变站的设备通常均装设在一个站内。在背靠背换流站内，整流器和逆变器的直流侧通过平波电抗器相连，构成直流侧的闭环回路；而其交流侧则分别与各自的被联电网相连，从而形成两个电网的非同步联网。为降低换流站产生的谐波，通常选择12脉动换流器作为基本换流单元。换流站内的接线方式有换流器组的并联方式和串联方式两种。背靠背直流输电系统的主要特点是直流侧可选择低电压大电流（因无直流输电线路，直流侧损耗小），可充分利用大截面晶闸管的通流能力，同时直流侧设备（如换流变压器、换流阀、平波电抗器等）也因直流电压低而使其造价也相应降低。由于整流器和逆变器均装设在一个阀厅内，直流侧谐波不会造成对通信线路的干扰，因此省去直流滤波器，减小平波电抗器的电感值。背靠背换流站的造价比常规换流站的造价降低约15%~20%，采用背靠背系统进行非同步联网在电力系统运行上具有较多的优点2、多端直流输电系统多端直流输电系统由三个或三个以上换流站以及连接换流站之间的高压输电线路组成，它与交流系统有三个或三个以上连接端口多端直流输电系统中的换流站，可以作为整流站运行，也可作为逆变站运行多端直流输电系统换流站之间的连接方式可以采用并联方式或串联方式，连接换流站之间的输电线路可以是分支形或闭环形等(1)串联方式的特点是各换流站均在同一个直流电流下运行。通常可用调节换流器的触发角α或换流变压器的分接开关来改变直流电压。分接开关的调节范围有限（一般为20%~30%），触发角也受到最大触发角(一般为50°~60°)的限制，从而使换流站的最小功率受到限制。同时在大α角下运行时，换流站消耗的无功功率也增加很多。如果换流站需要改变潮流方向，串联方式只需改变换流器的触发角，使原来的整流站（或逆变站）作为逆变站（或整流站）运行，而不改变换流器直流侧的接线，潮流反转操作快速方便。当某一换流站发生故障时，可投入其旁通开关，使其退出工作，其余的换流站经自动调整后，仍能继续运行，不需要用直流断路器来断开故障。当某一段直流线路发生瞬时故障时，可调节换流器的触发角，使整个直流系统的直流电压降到零，待故障消除后，直流系统可自动再起动。当一段直流线路发生永久性故障时，则整个多端系统需要停运。（2）并联方式的特点是各换流站在同一个直流电压下运行（忽略直流线路压降），换流站之间的有功调节和分配主要是靠改变换流站的直流电流来实现。可调节控制器的触发角α以及换流变压器的分接开关来改变直流电流。由于并联方式在运行中保持直流电压不变，负荷的减小是通过降低直流电流来实现，因此其系统损耗小，运行经济性也好。并联方式的主要缺点是当换流站需要改变潮流方向时，除了改变换流器的触发角，使原来的整流站（或逆变站）作为逆变站（或整流站）以外，还必须将换流器直流侧两个端子的接线倒换过来接入直流网络才能实现。因此，并联方式对潮流变化频繁的换流站很不方便。另外，在并联方式中当某一换流站发生故障并需退出工作时，需要用直流断路器来断开故障的换流站1、直流输电主接线拓扑结构（1）特高压直流输电：对一个极而言，既可以采用单组12脉动换流阀运行，也可以采用2组12脉动换流阀串联运行，每个阀组都并联了旁路断路器和旁路隔离开关，允许一个阀组退出运行后另一个阀组继续运行每极高低12脉动换流器两端设计电压相同，其正送和反送率传输方向下运行方式有40余种（2）多端直流：极联式多端直流是我国电力工作者结合我国实际最先提出的一种多端直流拓扑结构，该拓扑是将同一极的换流器组合理分布于不同的物理点，送端或受端都可能由地理位置上不同的若干换流端组成，整个系统控制方式与一条含多换流器组的特高压直流线路的控制没有区别，也可以灵活的安排不同地点的阀组灵活的投退运行。该拓扑的核心是电源接入点及负荷馈出点分散分布（3）公用接地极：接地极系统的主要功能包括钳制中性点电位、提供直流电流通等2、换流（1）电容换相直流输电：电容换相换流器在常规直流换流器中串入电容器构成换相电路。电容器一般串接在阀桥和换流变压器之间（2）柔性直流输电：采用脉冲宽度调制技术控制3、大功率半导体器件（1）电触发晶闸管器件：晶闸管是传统直流输电的核心设备，直流输电工程中使用最多的是电触发晶闸管光触发晶闸管，即用光直接照射晶闸管芯片来触发晶闸管。阀核心技术为光脉冲不经光电转换而直接送到晶闸管元件的门极光敏区以触发晶闸管阀片。全光触发晶闸管具有无需门极触发取能回路的特点，提高了整体技术可靠性，同时该技术在阀片中心光敏区域增加了用于击穿二极管的保护结构（2）碳化硅晶闸管：碳化硅材料因其具有更高的击穿电场强度而被用于制造更高水平的晶闸管器件。碳化硅晶闸管用于直流输电可以发挥其击穿电压高、耐温高等特点。耐压水平的提高大大减少了单阀串联器件数量，相应也大大降低了运行损耗4、高电压大容量换流变压器设计800kV换流变压器要认真进行交直流电场分析、主纵绝缘结构确定、绕组散热特性研究、直流偏磁的控制与影响分析、漏磁场分布分析、动热稳定与可靠性分析，并在设计中注意防止油流带电现象5、光电式电流互感器测量技术在直流输电中的应用（1）有源型CT有源型即借助Rogowski线圈采样交变电流。罗氏线圈为空心环形线圈，可以直接套在被测量的导体上。导体中流过的电流会在导体周围产生一个交替变化的磁场，从而在线圈中感应出一个与中心电流成比例的交流电压信号。（2）基于同光程原理(光干涉法)的CT。同光程原理是由低压侧光源发出的光束经过光纤起偏器后变为线偏振光，在传光光纤中传输的是互为垂直的2束线偏振光。通过高压侧的延迟器后再变为旋转方向相反的圆偏振光，即左旋偏振光和右旋偏振光。圆偏振光在传感光纤中继续传输，并在电流产生的磁场作用下，各自旋转了不同角度。两束光在光纤末端被反射镜反射，根据反射定律，其旋转方向将发生交换，即左旋偏振光变为右旋偏振光，右旋偏振光变为左旋偏振光。返程的2束光在电流作用下，偏振角再次发生旋转，再经波片后变为互相垂直的2束线偏振光，但其原来的偏振方向发生了交换，即前进时在x方向的偏振光返程时方向变为y，反之亦然。经过电流调制的两束光状态与从起偏器出发时变为不一致，其在起偏器中产生干涉，根据偏振干涉原理，即可获得被测电流的大小和相位（3）基于旋光效应(磁致光旋转效应)的CT。旋光效应是指一束线偏振光通过放置在磁场中的法拉第磁光材料后，若磁场方向与光的传播方向平行，则出射线偏振光的偏振平面将产生旋转。电流信号产生的磁场信号对偏振光波的偏振面进行调制，通过检测出偏振角，即可测得磁场强度，进而根据安培环路定律，由磁场强度推导所测电流的大小及相位直流输电系统有多种多样，单极造价相对较低、系统简单，但基于对可靠性和稳定性的要求，实际往往以双极系统为主。但是双极系统也有其缺点，在一些过渡和故障时，仍需单极系统作为临时运行方式。背靠背系统又是非同步联网的一个重要运行方式。直流输电是一个新的模式，相对于传统的交流模式，其技术、设备都还要趋于完善。一个直流输电系统往往需要多种运行方式配合才能完成，因其电压比传统交流要高，所以它对保护、对控制、对设备水平都有较高的要求。随着科技的发展，更多、更好的运行理念，运行设备随之诞生。例如晶闸管的不断升级，其耐高压、高温的性能显著提高，可以减少投资成本；又如电流互感器，由光电式代替了电磁式等。新的直流输电系统也在逐步成形中：基于电压源换流器的新型高压直流输电系统：采用电压源换流器的新型直流输电是通过VSC(电压源变换器)来实现，通常采用两电平6脉动型，每个桥臂都由多个绝缘栅双极晶体管(IGBT)或门极关断晶闸管