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直流输电技术发展及其应用中国电力科学研究院2019年10月直流输电技术的发展历程1.100多年前已采用原始的直流输电方式(1)由于未能解决电压变换等关键技术,被交流输电取代(2)当时已提出交流发电—转换为直流输电—逆变为交流的概念。但大容量可控电力间尚未问世,无法实现2、采用汞弧阀的直流输电技术(1)20世纪50年代汞弧阀问世,为直流输电技术的商业性运营提供了技术条件(2)1954年建成世界上第一个直流输电工程:瑞典哥特兰岛海底电缆直流输电工程3.采用固忘晶闸眢(可控)的直流电技术(1)20世纪70年代,汞弧阀被固态晶闸管代替(2)直流输电工程的经济性和可靠性得到很大提高(3)直流输电工程呈逐年增长趋势,到1990年已有43个HVDC工程投入营业运行,总容量31200MW计及正在建设和计划中的VDC工程,共62个4、直流输电技术的新进展进入20世纪90年代,直流输电技术进步得到提升,直流输电技术又有新的进展,其主要目的如下改善直流输电运行特性大幅度简化设备减少换流站占地降低造价4、直流输电技术的新进展1)基于常规晶闸管换流器技术的改进(CCC)简称CC(电容器换相换流器),在换流变压器与换流器间串入电容器和0V的并联支路,将交流电压与电容电压叠加,共同作用于换流阀。4、直流输电技术的新进展CCC(电容器换相换流器)主要优点是:引入电容器换相电压,大大减少换相失败的可能性,增加逆变器运行的动态稳定性不需要采用大量无功补偿装置,减少并联电容器组数。甩负荷过电压和阀侧短路电流降低低次谐波谐振的可能性降低换流站占地减少4、直流输电技术的新进展cC(电容器换相换流器)主要缺点如下:在换相故障时,如果电容器持续充电到过电压水平,换流器会失去自恢复能力除了需要加M0V对电容器进行保护外,还要求换流阀工作稳定和能够承受大的电压跃变,并应配备高性能的滤波器。会增大直流侧的谐波。4直流输电技术的新进展(2)采用新型电力电子器件(GTO)的自换相换流器主要优点是:在换流母线电压很低时,仍能继续工作,大大降低换相失败的可能性换流站占地仅为传统换流站的一半,因为无功补偿设备可以减少很多考虑交直流系统故障时换流器元件的电流和电压设计系数大大降低目前正处于研发阶段。在日本中央电力研究所建有该换流器的模型4、直流输电技术的新进展(3)采用新型全控型电力电子器件IGBT的全可控型换流器其特点是开关频率高、损耗小。主要优点如下可以对有功和无功功率进行精确控制无需外部交流网提供换相电压,不会发生换相失败可以很好地解决换流器谐波问题。大大减少无功补偿设备容量和换流站占地面

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