柔性高压直流输电

高压直流输电系统（HVDC）柔性高压直压直流输电（VSC-HVDC）2020年4月25日2高压直流输电的优势HVDC的优势主要在：1.远距离大功率，交流输电无法满足同时远距离和大功率两个要求2.非同步联网3.成本问题上，直流输电线路成本低，换流站成本高，当输电距离小于等价距离是，交流输电成本低，距离大于等价距离时，直流输电成本低2020年4月25日31.什么是柔性高压直流输电？2.它和传统高压直流输电有何区别？3.柔性直流输电基本工作原理4.柔性直流输电的应用领域4一、什么是柔性直流输电按换流器分类：电流源型换流器采用晶闸管等半控型器件构成电压源型换流器采用IGBT等全控型器件5HVDCVSC-HVDC交流侧提供换相电流，受端必需为有源网络，否则易发生换相失败电流自关断，可向无源网络供电吸收大量的无功功率，约为输送直流功率的40％～60％，需要大量的无功功率补偿和滤波设备不需要交流侧提供无功功率且能起到STATCOM的作用，能够实现有功功率和无功功率的独立控制二、柔性直流与传统直流的区别6由调制波与三角载波比较产生的触发脉冲，使VSC上下桥臂的开关管高频开通和关断，则桥臂中点电压uc在两个固定电压+Ud和-Ud之间快速切换，uc再经过电抗器滤波后则为网侧的交流电压us。三、工作原理3.1基本工作原理7-u1urucucfudUdUcu00tt+-现在世界范围内已投运的柔性直流输电大多为两电平结构8三电平结构piL1ipABCOnudcudc1udc2iL2VTa1VTb1VTc1VTa2VTa4VTa3VTb2VTb3VTb4VTc2VTc3VTc4inioUcﮮ0UsﮮδisXfPsQs_0.31500.32000.32500.33000.33500.34000.34500.3500-1.00-0.500.000.501.00_c1_c2_aa-1.00-0.500.000.501.00_3.2常见拓扑结构9模块化多电平换流器（MMC）结构—（半桥）10正常工作状态下，子模块（SM）可以输出0或电容电压MMC的子模块工作状态T1T2D1D2+T1T2D1D2+T1T2D1D2+T1T2D1D2+T1T2D1D2+T1T2D1D2+充电充电放电闭锁(T1、T2均关断)全电压(T1开通、T2关断)零电压(T1关断、T2开通)11MMC各相任意时刻导通子模块数相同，以维持直流电压恒定。++uao++++=~=~=~0π/2π3π/22π(b)相电压uao波形生成原理+Udc/20-Udc/2(a)MMC单相等效示意图+UdcUdc/200π/2π3π/22π(c)相电压所对应的桥臂电压波形ua1ua2Udcuaooua1ua212模块化设计，开关频率低损耗小，电压谐波畸变率小，容量扩展更为容易θ1θ2θ5…2Udcuao/kVUCt/rad20多电平波形逼近所期望的正弦波形πωPWM电压波形期望的电压波形MMC输出的多电平波形两、三电平VSC输出波形3.3MMC的技术优势柔性直流输电的技术特点柔性直流输电是以全控型电力电子器件、电压源换流器和新型调制技术为突出标志的新一代直流输电技术，具有无需无功补偿和电网支撑换相、占地面积和环境影响小等特点；柔性直流输电技术在提高电力系统稳定性，增加系统动态无功支撑，改善电能质量，解决非线性负荷、冲击性负荷和三相不平衡等产生的问题，保障敏感设备供电等方面也都具有较强的技术优势；柔性直流输电系统适用于可再生能源发电并网、孤岛和城市供电等方面，特别是在风力发电并网方面，柔性直流输电系统的综合优势最为明显；四、应用领域2020年4月25日14柔性直流输电主要的研究方向1.柔性直流输电系统直流侧故障的保护2.柔性直流输电系统成本和容量的矛盾3.柔性直流输电系统的控制策略研究多端直流互联风电场并网海上钻井平台/孤岛供电电网互联/电力交易太阳能发电并网特大城市供电2020年4月25日16Thanks