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直流输电技术发展及其应用汇总

2002年5月,美国Cross-Sound联络工程,330MW, ±150kV,40km长,建设目的是通过海底电缆使位于 New Mavend的Connecticut电网与纽约长岛电网联网。
6、直流输电控制保护系统的新进展
1) 目前已广泛采用的控制保护系统为:
➢ 硬件采用模块集成和软件采用功能块编程的 多处理器系统
5、 采用直流输电新技术的工程
目前处于发展阶段,主要为小容量短距离轻型直流输电和 背靠背联网工程,工程实例如下: 1997年3月,瑞典Hellsjon,世界第一条采用新型换流阀 的试验线路:±10kV,3MW,10km。 1998年5月,瑞典Gotland,世界第一条商业营运的轻型 直流输电线路,50MW,70km。 1999年,澳大利亚Directlink工程,当时世界上最大的 轻型直流输电工程,180MW,65km。 2000年6月,美国和墨西哥边界Eagle Pass,世界上第 一个采用新型直流输电技术的背靠背换流站,36MW, ±15.9kV。
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
2.我国目前的水平 ±500kV,3000MW,3000A,目前世界上单
个双极电流最大、换流能力最强的直流输电工程 (例如三峡等直流输电工程)。 ±800kV,6400MW,4000A,世界上首个 6400MW特高压直流输电工程(例如在建的金沙 江一期直流输电工程)。
二、目前国际上直流输电达到的水平
31200MW。 计及正在建设和计划中的HVDC工程,共62个。
4、直流输电技术的新进展
进入20世纪90年代,直流输电技术进一 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CCC(电容器换相换流器),即在 换流变压器与换流器间串入电容器和 MOV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。
(2) 最大输送容量
巴西伊泰普630万千瓦(2条±600kV线路)
(3)最长直流架空线路
2400km前苏联埃基巴斯图兹—欧洲中部(已停建)
(4) 最长海底电缆
242 km,挪威—丹麦
(5) 多端直流输电系统
加拿大-美国五端直流输电系统,按三端直流运行。
意大利-撒丁岛三端直流输电系统。
二、目前国际上直流输电达到的水平
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积。
在瑞典和美国等国家已有工程实例,但目前阶段主要 为小容量短距离轻型直流输电和背靠背联网工程,有 待于进一步发展和成熟。
(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、采用固态晶闸管(可控硅)的直流输电技术
(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
直流输电技术发展及其应用
中国电力科学研究Βιβλιοθήκη 2007年10月一、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 可控电力阀尚未问世,无法实现。
2、采用汞弧阀的直流输电技术
➢ 与一次系统的信息交换采用光纤 ➢ 换流站内设备信息交换采用网络 ➢ 站间通讯采用光纤 ➢ 信息已实现GPS定时
2)控制保护系统正向全面微机化、智能化 和小型化发展,并更加安全可靠
二、国际上直流输电达到的水平
1.国外目前的水平 (1)最高直流电压:
±600kV,巴西伊泰普HVDC工程 ±750kV,前苏联埃基巴斯图兹—欧洲中部(已停建)
CCC(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MOV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:
3.我国直流电压等级研究情况 ±500kV,3000MW ±660kV,4000MW ±800kV,6400MW ±1000kV,9000MW
三、特高压交直流输电技术的特点和功能定位
80年代初期以来,我国电力工作者在三峡 电站及其输电系统规划、西电东送和全国联 网研究中,对交、直流输电的特点和适用范 围进行过大量全面深入的研究工作。
5、 采用直流输电新技术的工程
2000年8月,丹麦 Tjæreborg示范工程,7.2MW, ±9kV,4.3km长,将位于Tjæreborg的风力发电站与交 流主网相联。
2002年4月,澳大利亚Murraylink工程,200MW, ±150kV,180km,建设目的是使南部电网与Victoria 州电网互联。该工程将是世界上最长的地下电缆输电项目。
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
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