第三章直流輸電穩(wěn)態(tài)特性上課講義

☆3.1直流輸電工程額定值☆3.2直流輸電最小輸送功率☆3.3直流輸電過(guò)負(fù)荷☆3.4直流輸電降壓運(yùn)行☆3.5直流輸電功率反送☆3.6直流輸電穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性☆3.7直流輸電工程運(yùn)行方式☆3.8直流輸電系統(tǒng)(xìtǒng)損耗第3章直流輸電(shūdiàn)穩(wěn)態(tài)特性第一頁(yè)，共69頁(yè)。+_+_+_+_+_+_整流器等效電路逆變器等效電路整流(zhěngliú)電路等效電路圖第二頁(yè)，共69頁(yè)。直流電流：（1）其中(qízhōng)，理想空載直流電壓：（2）或直流功率(gōnglǜ)：（3）結(jié)論：可以通過(guò)改變角度和交流電壓數(shù)值來(lái)調(diào)節(jié)(tiáojié)輸出電流和輸出功率。第三頁(yè)，共69頁(yè)。3.1直流輸電(shūdiàn)工程額定值一、額定值的概念直流輸電(shūdiàn)工程的額定值主要是指工程在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行時(shí)的輸送能力，以功率額定值、電壓額定值和電流額定值來(lái)表示，它們分別被稱(chēng)為工程的額定功率、額定電壓和額定電流。第四頁(yè)，共69頁(yè)。額定值是進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、設(shè)備參數(shù)(cānshù)選擇以及決定工程造價(jià)的基礎(chǔ)參數(shù)(cānshù)。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)工程的過(guò)負(fù)荷額定值、降壓運(yùn)行額定值和功率倒送額定值也需作出規(guī)定。第五頁(yè)，共69頁(yè)。額定直流功率是指在所規(guī)定的系統(tǒng)(xìtǒng)條件和環(huán)境條件的范圍內(nèi)，在不投入備用設(shè)備的情況下，直流輸電工程連續(xù)輸送的有功功率。直流輸電工程是以一個(gè)“極”為一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行單位。每個(gè)極的額定直流功率為極的額定直流電壓和額定直流電流的乘積。二、額定(édìng)直流功率±500kV,1200MW,1.2kA1045km葛洲壩南橋第六頁(yè)，共69頁(yè)。額定(édìng)直流功率的測(cè)量點(diǎn):1）常規(guī)(chángguī)測(cè)量點(diǎn)：在整流站的直流母線處2）其它測(cè)量點(diǎn)：需要特別規(guī)定逆變站直流母線處；整流(zhěngliú)站的交流母線處；逆變站的交流母線處；直流輸電線路某處第七頁(yè)，共69頁(yè)。在額定直流功率和輸電距離確定的條件下，可以對(duì)額定直流電壓進(jìn)行優(yōu)化選擇。額定直流電壓選定后，則自然(zìrán)就有了額定直流電流，因?yàn)樗扔陬~定直流功率除以額定直流電壓。逆變站直流母線的額定功率和額定電壓是從整流站的數(shù)值中減去直流線路損耗或線路壓降而得到的。額定直流功率(gōnglǜ)的測(cè)量點(diǎn)在整流站的直流母線處。第八頁(yè)，共69頁(yè)。通常背靠背直流輸電(shūdiàn)工程，由于無(wú)直流輸電(shūdiàn)線路，可以選擇較低的額定直流電壓和較大的額定直流電流；而遠(yuǎn)距離輸電(shūdiàn)直流輸電(shūdiàn)工程，則選擇較高的額定直流電壓和較小的額定直流電流。三、額定(édìng)直流電流額定直流電流是直流輸電系統(tǒng)直流電流的平均值，它應(yīng)能在規(guī)定的所有系統(tǒng)條件和環(huán)境條件下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，沒(méi)有(méiyǒu)時(shí)間的限制。額定直流電流對(duì)設(shè)備類(lèi)型、參數(shù)以及換流站冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要意義。當(dāng)額定直流功率確定后，額定直流電流通常是由額定直流電壓的選擇來(lái)確定。第九頁(yè)，共69頁(yè)。四、額定(édìng)直流電壓概念：額定直流電壓是在額定直流電流下輸送額定直流功率所要求的直流電壓的平均值。額定直流電壓是定義在換流站的額定交流電壓、換流變壓器額定抽頭以及換流器額定觸發(fā)(chùfā)角的條件下，運(yùn)行在額定直流電流下的直流電壓。

通常規(guī)定(guīdìng)送端整流站的額定直流電壓為工程的額定直流電壓換流站額定直流電壓的測(cè)量點(diǎn)規(guī)定在換流站直流高壓母線上的平波電抗器線路側(cè)和換流站的直流低壓母線之間，接地極引線除外。直流輸電工程的額定直流電壓目前沒(méi)有形成電壓等級(jí)的系列，對(duì)每一個(gè)直流工程進(jìn)行額定直流電壓的優(yōu)化選擇.200、250、266、270、350、400、450、500、533、600kv…..第十頁(yè)，共69頁(yè)。3.2直流輸電(shūdiàn)最小輸送功率P=UI直流輸送(shūsònɡ)功率為直流電壓和直流電流的乘積，當(dāng)最小直流電流確定后，則可得到最小直流輸送(shūsònɡ)功率。直流輸電工程的最小輸送功率主要取決于工程的最小直流電流，而最小直流電流則是由直流斷續(xù)(duànxù)電流來(lái)決定的。直流電流不是平直的，而是疊加有波紋的。電流波紋的幅值取決于直流電壓的波紋幅值、直流線路參數(shù)以及平波電抗器電感值等。ud1u2idwtOwtOwtOuaa=0°ubucwt1iVT1第十一頁(yè)，共69頁(yè)。當(dāng)直流電流的平均值小于某一定值時(shí)，直流電流波形可能出現(xiàn)間斷，即直流電流出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象。這種電流斷續(xù)的狀態(tài)，對(duì)于直流輸電(shūdiàn)工程是不能允許的。因?yàn)殡娏鲾嗬m(xù)將會(huì)在換流變壓器、平波電抗器等電感元件上產(chǎn)生很高的過(guò)電壓。直流輸電工程規(guī)定有最小直流電流限值，通常(tōngcháng)取等于或大于連續(xù)電流臨界值的兩倍。第十二頁(yè)，共69頁(yè)。6脈動(dòng)換流器和12脈動(dòng)換流器的連續(xù)電流臨界值可分別(fēnbié)用下式計(jì)算：

在進(jìn)行直流輸電工程設(shè)計(jì)時(shí)，先選定最小直流電流值，然后利用上式對(duì)所選的平波電感值進(jìn)行核算。最小直流電流選擇為其額定直流電流的5%~10%。第十三頁(yè)，共69頁(yè)。大部分直流輸電工程(gōngchéng)，在選定的平波電感值情況下，降壓運(yùn)行不需要提高最小直流電流值。由于降壓運(yùn)行時(shí)直流電壓的降低，當(dāng)最小直流電流不變時(shí)，直流工程(gōngchéng)的最小輸送功率也將相應(yīng)減小。第十四頁(yè)，共69頁(yè)。3.3直流輸電(shūdiàn)過(guò)負(fù)荷決定(juédìng)于直流電流。在直流輸電工程設(shè)計(jì)時(shí)，出了額定功率、額定電壓。額定電流規(guī)定外，還需對(duì)其過(guò)負(fù)荷(fùhè)能力進(jìn)行規(guī)定。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要，過(guò)負(fù)荷(fùhè)形式分為：直流輸電過(guò)負(fù)荷:通常指直流電流高于其額定值過(guò)負(fù)荷能力:指直流電流高于其額定值的大小和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，用電流來(lái)表示，但是也可以用功率來(lái)表示。一般過(guò)負(fù)荷情況下，還需要考慮設(shè)備使用壽命的降低以及備用冷卻設(shè)備和低于所規(guī)定的環(huán)境溫度的利用等。換流設(shè)備的過(guò)負(fù)荷能力：第十五頁(yè)，共69頁(yè)。（1）連續(xù)(liánxù)過(guò)負(fù)荷概念：是指直流電流高于額定直流電流連續(xù)送電(sònɡdiàn)的能力可能出現(xiàn)情況：1）雙極中一極故障(gùzhàng)長(zhǎng)期停運(yùn)2）電網(wǎng)的負(fù)荷或電源出現(xiàn)超計(jì)劃水平時(shí)采用數(shù)量關(guān)系：1）最高溫下投入備用冷卻設(shè)備時(shí)，約為額定直流電流的1.05～1.10倍2）環(huán)境溫度降低下，約為1.2倍第十六頁(yè)，共69頁(yè)。概念：是指直流電流再一段時(shí)間內(nèi)高于額定直流電流的能力(nénglì)，通常選擇2h為短期過(guò)負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行時(shí)間?？赡艹霈F(xiàn)情況：1）設(shè)備(shèbèi)短時(shí)間故障2）系統(tǒng)調(diào)度或者系統(tǒng)要求關(guān)鍵限制因素：1）晶閘管換流(huànliú)閥2）冷卻系統(tǒng)平波電抗器、變壓器不是該負(fù)荷限制因素?cái)?shù)量關(guān)系：短期過(guò)負(fù)荷額定值取直流電流額定值的1.10倍。（2）短期過(guò)負(fù)荷第十七頁(yè)，共69頁(yè)。（3）暫態(tài)過(guò)負(fù)荷(fùhè)為滿(mǎn)足利用直流輸電的快速控制來(lái)提高(tígāo)交流系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的要求，在數(shù)秒鐘內(nèi)直流電流高于其額定值的能力。持續(xù)時(shí)間一般為3～10s概念(gàiniàn)：可能出現(xiàn)情況：

1）交流系統(tǒng)發(fā)生大擾動(dòng)，需要直流系統(tǒng)快速提高輸送能量2）利用直流功率調(diào)制功能，來(lái)阻尼交流系統(tǒng)的低頻振蕩關(guān)鍵限制因素：1）晶閘管（平波電抗器、變壓器不是該負(fù)荷限制因素）數(shù)量關(guān)系：1）常規(guī)設(shè)計(jì)中，晶閘管5s過(guò)負(fù)荷為1.3倍2）天－廣、三－常等達(dá)到1.5倍第十八頁(yè)，共69頁(yè)。過(guò)負(fù)荷(fùhè)設(shè)計(jì)時(shí)考慮因素：（1）環(huán)境溫度（重要(zhòngyào)）電力設(shè)備的額定值通常是設(shè)計(jì)在最高環(huán)境溫度下的，而最高溫度只在有限(yǒuxiàn)的時(shí)間內(nèi)發(fā)生，在低于此溫度時(shí)，就有一些可以提高輸送容量的余度。1－備用冷卻裝置未投入運(yùn)行2－備用；冷卻裝置投入運(yùn)行第十九頁(yè)，共69頁(yè)。熱時(shí)間常數(shù)小的設(shè)備，應(yīng)考查各種過(guò)負(fù)荷運(yùn)行條件下的溫度值不能超過(guò)其安全運(yùn)行的溫度值。如：換流閥需計(jì)算在過(guò)負(fù)荷情況(qíngkuàng)下產(chǎn)生的熱量以及冷卻系統(tǒng)的要求。一般晶閘管只有幾秒到幾分鐘；（2）設(shè)備(shèbèi)的熱時(shí)間常數(shù)（3）諧波(xiébō)熱時(shí)間常數(shù)大的設(shè)備，依情況而定。如油冷換流變壓器、平波電抗器等可不考慮暫態(tài)過(guò)負(fù)荷,其熱時(shí)間常數(shù)約為15min諧波電流增大，使濾波器的諧波負(fù)荷和損耗增加諧波的干擾水平增加（4）無(wú)功功率第二十頁(yè)，共69頁(yè)。3.4直流輸電(shūdiàn)降壓運(yùn)行直流輸電工程降低直流電壓運(yùn)行(yùnxíng)的兩種情況：1）由于絕緣問(wèn)題(wèntí)需要降低直流電壓；2）由于無(wú)功功率控制需要降低直流電壓。通常降壓方式的額定電壓取為額定直流電壓的70%~80%，此時(shí)的觸發(fā)角a約為40°~50°。

如±500kV的雙極直流輸電工程，降壓方式的額定直流電壓可取±350kV~±400kV。第二十一頁(yè)，共69頁(yè)。在降壓運(yùn)行(yùnxíng)時(shí)，直流電流值的選擇：2.在不增加換流站造價(jià)的前提(qiántí)下，降壓方式應(yīng)盡量爭(zhēng)取較大的直流電流來(lái)保持較大的直流輸送功率。如：1）當(dāng)利用備用冷卻設(shè)備時(shí)，直流電壓降低到其額定值的75%，直流輸電工程通?？梢栽谄漕~定電流下連續(xù)運(yùn)行。此時(shí)(cǐshí)的諧波干擾水平會(huì)有所增加，但一般時(shí)可以接受的。2）通常直流電壓降低到80%，可以不降低額定直流電流，而降低到70%時(shí)，則大部分工程需要降低額定直流電流。1.為保證諧波干擾水平，換流站的無(wú)功平衡以及換流站的損耗在所允許的范圍內(nèi)，經(jīng)常同時(shí)也要求降低額定直流電流值。如：電壓降70％，電流也降70％。第二十二頁(yè)，共69頁(yè)。直流輸電工程所采用的降壓(jiànɡyā)方法主要有以下幾種：加大整流器的觸發(fā)角a或逆變器的β（或關(guān)斷角）;優(yōu)點(diǎn)是快速、方便、容易實(shí)現(xiàn)，是工程普遍采用的一種方法通常a角的額定值為15°左右，降壓方式下a角最好能在40°以下。常與換流變壓器的抽頭調(diào)節(jié)(tiáojié)配合使用。1）利用換流變壓器的抽頭調(diào)節(jié)來(lái)降低換流器的交流側(cè)電壓，從而達(dá)到降低直流電壓的目的(mùdì)。抽頭調(diào)節(jié)的范圍有一定的限制，通常在20%左右。操作需要一定的時(shí)間（約幾秒鐘），比改變a角要慢。2）第二十三頁(yè)，共69頁(yè)。3）當(dāng)直流輸電工程每極有兩組基本換流單元串聯(lián)(chuànlián)連接時(shí)，可以利用閉鎖一組換流單元的方法，使直流電壓降低50%4）當(dāng)直流輸電工程由孤立的電廠供電或者整流站采用發(fā)電機(jī)—變壓器—換流器的單元(dānyuán)接線方式時(shí)，可以考慮利用發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)降低換流器交流側(cè)的電壓，從而達(dá)到降低直流電壓的目的第二十四頁(yè)，共69頁(yè)。3.5直流輸電(shūdiàn)功率反送概念(gàiniàn)：直流輸電的潮流方向和輸送(shūsònɡ)功率的大小則是人為的由其控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制。直流輸電輸送(shūsònɡ)功率的大小和方向均是可控的。直流輸電的功率反送也稱(chēng)潮流反轉(zhuǎn)。潮流反轉(zhuǎn)需要改變兩端換流站的運(yùn)行工況，將運(yùn)行于整流狀態(tài)的整流站變?yōu)槟孀冞\(yùn)行，而運(yùn)行于逆變狀態(tài)的逆變站變?yōu)檎鬟\(yùn)行。第二十五頁(yè)，共69頁(yè)。由于換流閥的單向?qū)щ娦?，直流回路中的電流方向時(shí)不能改變的。因此直流輸電的潮流反轉(zhuǎn)不是改變電流方向，而是改變電壓極性來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，對(duì)于雙極直流輸電工程，假定正向送電時(shí)極1為正極性，極2為負(fù)極(fùjí)性；而在反向送電時(shí)，則極1為負(fù)極(fùjí)性，極2為正極性。第二十六頁(yè)，共69頁(yè)。按工程對(duì)潮流反轉(zhuǎn)的要求不同，可分以下幾種類(lèi)型：（1）不需要功率反送的直流輸電工程；（2）要求正、反兩方向具有同樣輸送能力的直流輸電工程。（3）要求工程具有正反兩方向送電的功能，正向輸送額定直流功率，對(duì)反向輸送能力無(wú)明確要求，即反向輸送能力可以(kěyǐ)降低。直流輸電(shūdiàn)工程分類(lèi)：第二十七頁(yè)，共69頁(yè)。（1）正常潮流(cháoliú)反轉(zhuǎn)。在正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)兩端交流系統(tǒng)的電源或負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，要求直流輸電進(jìn)行潮流(cháoliú)反轉(zhuǎn)。（2）緊急潮流(cháoliú)反轉(zhuǎn)。當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生故障，需要直流輸電工程進(jìn)行緊急功率支援時(shí)，則要求緊急潮流(cháoliú)反轉(zhuǎn)。直流輸電工程的潮流(cháoliú)反轉(zhuǎn)有以下兩種類(lèi)型：第二十八頁(yè)，共69頁(yè)。最方便快速的潮流反轉(zhuǎn)方式是自動(dòng)調(diào)換兩端換流站電流調(diào)節(jié)器的整定值。通常整流站電流調(diào)節(jié)器的整定值決定直流輸電工程(gōngchéng)的直流電流值，而逆變站電流調(diào)節(jié)器的整定值比整流站的小一個(gè)電流裕度值（電流裕度約為額定直流電流的10%）。潮流反轉(zhuǎn)的過(guò)程：第二十九頁(yè)，共69頁(yè)。+_+_+_+_+_+_1）整流站因整定值變小，感到實(shí)際運(yùn)行的電流(diànliú)大，從而自動(dòng)加大觸發(fā)角a，企圖降低直流電流(diànliú)；而逆變站因整定值變大，感到實(shí)際運(yùn)行的電流(diànliú)小，從而自動(dòng)減小觸發(fā)角a，企圖加大直流電流(diànliú)。此過(guò)程中，直流電壓通過(guò)線路電容放電而降低。第三十頁(yè)，共69頁(yè)。+_+_+_+_+_+_2）當(dāng)整流站a加大到大于90，整流器則變?yōu)槟孀兤鬟\(yùn)行，而逆變站a減小到小于90，逆變站則變成整流站運(yùn)行，同時(shí)會(huì)改變電壓極性，此時(shí)由功率(gōnglǜ)方向控制回路將兩換流站的功率(gōnglǜ)方向標(biāo)志反轉(zhuǎn)，使兩站控制保護(hù)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器和保護(hù)功能配置切換。第三十一頁(yè)，共69頁(yè)。+_+_+_+_+_+_3）現(xiàn)在的整流站因?yàn)?yīnwèi)感覺(jué)到實(shí)際運(yùn)行的電流小，仍繼續(xù)減少a角，使直流電流整定值為止，現(xiàn)在的逆變器已轉(zhuǎn)為逆變運(yùn)行，其電流器退出運(yùn)行，轉(zhuǎn)為定γ關(guān)斷角控制。直到γ角（或直流電壓）等于其整定值為止。第三十二頁(yè)，共69頁(yè)。在反轉(zhuǎn)過(guò)程中的放電電流和充電電流均為兩端換流站電流調(diào)節(jié)器的電流裕度值ΔIM，直流線路的等值電容為C，并忽略控制系統(tǒng)的相應(yīng)時(shí)間，則用下式近似(jìnsì)估算潮流反轉(zhuǎn)時(shí)間T：第三十三頁(yè)，共69頁(yè)。3.6直流輸電(shūdiàn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性直流輸電工程的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行(yùnxíng)特性主要包括在運(yùn)行(yùnxíng)中換流器的外特性、功率特性和諧波特性，本節(jié)主要講換流器外特性和功率特性。一、換流器運(yùn)行(yùnxíng)外特性換流器外特性也稱(chēng)伏安特性，它是指換流器的直流電壓和直流電流的關(guān)系，即隨著直流電流的變化換流器直流電壓的變化規(guī)律，可用方程式或曲線來(lái)表示。在實(shí)際工程中，直流輸電兩端換流站均裝設(shè)有功能完善的控制保護(hù)裝置。在控制保護(hù)系統(tǒng)的作用下，整流器和逆變器的外特性將有很大變化。（圖3-3、3-4）第三十四頁(yè)，共69頁(yè)。換流器工作在不同(bùtónɡ)方式下組合的外特性圖第三十五頁(yè)，共69頁(yè)。1.定觸發(fā)角控制2.定直流電流控制3.定直流功率控制4.定γ角控制5.定直流電壓控制6.無(wú)功功率控制還可以有一些附加功能：低壓限流功能、交流系統(tǒng)調(diào)頻、對(duì)交流系統(tǒng)進(jìn)行緊急功率支援、阻尼(zǔní)低頻振蕩或次同步振蕩的功能等。運(yùn)行(yùnxíng)中換流器主要控制方式：第三十六頁(yè)，共69頁(yè)。1.定觸發(fā)(chùfā)角控制控制(kòngzhì)特性方程：特點(diǎn)：關(guān)于a的下傾的直線簇。a增加，向下(xiànɡxià)平移。通常：o控制特性曲線第三十七頁(yè)，共69頁(yè)。2.定（直流）電流(diànliú)控制控制特性(tèxìng)方程：選為控制(kòngzhì)對(duì)象的原因：控制特性曲線有效限制故障時(shí)的上升。

的變化主要由決定；HVDC系統(tǒng)第三十八頁(yè)，共69頁(yè)。定電流(diànliú)控制電路原理圖

＋電流調(diào)節(jié)器相位調(diào)節(jié)器非線性補(bǔ)償器測(cè)量－△Id0IdIde－Id△Id＋△α’△ααId+Vd_LdId第三十九頁(yè)，共69頁(yè)。3.定直流功率(gōnglǜ)控制在運(yùn)行中由功率調(diào)節(jié)器的整定值，自動(dòng)調(diào)節(jié)觸發(fā)角，來(lái)改變直流電流，從而保持直流功率等一其功率整定值，直流功率控制(kòngzhì)通常裝在整流側(cè)。第四十頁(yè)，共69頁(yè)?？刂铺匦?tèxìng)方程：通常(tōngcháng)：特點(diǎn)：關(guān)于γ的下傾的直線簇。γ增加，向下(xiànɡxià)平移。o控制特性曲線4.定γ角控制第四十一頁(yè)，共69頁(yè)。5.定（直流）電壓(diànyā)控制控制特性(tèxìng)方程：選為控制(kòngzhì)對(duì)象的原因：控制特性曲線1)減少逆變站發(fā)生“電壓不穩(wěn)定”的幾率；2)配合整流站的定電流控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流功率的控制；

HVDC系統(tǒng)

協(xié)調(diào)控制方式-1

三交點(diǎn)不穩(wěn)定第四十二頁(yè)，共69頁(yè)。6.無(wú)功功率(wúɡōnɡɡōnɡlǜ)控制由無(wú)功功率（或交流(jiāoliú)電壓）調(diào)節(jié)器，通過(guò)自動(dòng)改變直流電壓調(diào)節(jié)器（或定γ調(diào)節(jié)器）的整定值，來(lái)調(diào)節(jié)換流器的觸發(fā)角，從而改變換流站與交流(jiāoliú)站之間交換的無(wú)功功率（或者換流站交流(jiāoliú)母線電壓）在一定范圍內(nèi)變化。第四十三頁(yè)，共69頁(yè)。實(shí)際(shíjì)直流運(yùn)行控制方式：在實(shí)際(shíjì)穩(wěn)定運(yùn)行中，兩換流站之間有不同的控制方式組合，從而得到不同的外特性組合：組合(zǔhé)1：整流器a－逆變器β優(yōu)缺點(diǎn)：斜率小，電壓小變化引起電流大變化。1－整流器2－逆變器第四十四頁(yè)，共69頁(yè)。組合(zǔhé)2：整流器a－逆變器γ1－整流器2－逆變器優(yōu)缺點(diǎn)：電流稍大，引起(yǐnqǐ)逆變器的直流電壓比換流器電壓下降多，使電流Id下降更多，從而引起(yǐnqǐ)惡性循環(huán)。整流器無(wú)自動(dòng)控制(zìdònɡkònɡzhì)方式第四十五頁(yè)，共69頁(yè)。組合(zǔhé)3：整流器定Id直流電流－逆變器γ在這種控制方式下，整流器有定電流控制，保持(bǎochí)直流電流恒定。1－整流器2－逆變器1’－整流器最小a控制(kòngzhì)優(yōu)缺點(diǎn)：1.利用定電流控制來(lái)防止直流電流大幅度變化。2.逆變器定γ控制可以保持直流電壓最高，從而得到好的運(yùn)行條件3.經(jīng)常采用的一種方式組合第四十六頁(yè)，共69頁(yè)。組合(zǔhé)4：整流器定a－逆變器定電流Id1－整流器a最小2－逆變器定直流電流1’－整流器定直流電流2’－逆變器定γ在這種控制方式下，整流器無(wú)自動(dòng)控制功能。，逆變器通過(guò)(tōngguò)直流電流調(diào)節(jié)器自動(dòng)調(diào)整β逆變角來(lái)保持直流電流恒定。第四十七頁(yè)，共69頁(yè)。組合(zǔhé)5：整流器定直流直流－逆變器定直流電壓1’

－整流器a最小2－逆變器定直流電壓1－整流器定直流電流2’－逆變器定γ在這種控制方式下，整流器由定電流(diànliú)調(diào)節(jié)器來(lái)控制直流電流(diànliú)，而逆變器由定電壓控制器來(lái)控制直流電壓。第四十八頁(yè)，共69頁(yè)。組合(zǔhé)6：整流器定直流功率－逆變器定γ1’－整流器定電壓(diànyā)2－逆變器定γ1－整流器定直流功率(gōnglǜ)2’－逆變器定電流在這種控制方式下，整流器定功率調(diào)節(jié)，通過(guò)電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電流從而調(diào)節(jié)a，雙曲線。第四十九頁(yè)，共69頁(yè)。1.整流器電壓控制2.最小a角控制3.定直流控制4.低電壓限流5.低電壓限流后定電流(diànliú)6.逆變器定γ控制7.電流(diànliú)差值控制8.定電流(diànliú)控制9.低電壓限電流(diànliú)10.低電壓限電流(diànliú)后定電流(diànliú)11.最大β限制，60～70°12.整流器額定直流功率13.額定1/2直流功率葛洲壩-南橋直流輸電工程(gōngchéng)外特性圖第五十頁(yè)，共69頁(yè)。整流器定直流電流控制——逆變器定γ角控制。利用整流器的定電流控制來(lái)防止電流的大幅度變化，同時(shí)利用逆變器的定γ角控制在逆變器安全運(yùn)行的條件下保持直流電壓最高，從而得到最好的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能。是直流輸電工程經(jīng)常(jīngcháng)采用的方式組合。實(shí)際運(yùn)行中，兩端換流站之間可有不同的控制方式組合(zǔhé)，從而得到不同的外特性組合(zǔhé)方式。第五十一頁(yè)，共69頁(yè)。1、換流器有功功率(gōnglǜ)2、換流器功率(gōnglǜ)因數(shù)3、換流器無(wú)功功率(gōnglǜ)二、換流器功率(gōnglǜ)特性換流器的功率特性通常是指換流器在運(yùn)行(yùnxíng)中消耗的無(wú)功功率與其有功功率之間的關(guān)系。第五十二頁(yè)，共69頁(yè)。從圖中得知：1.逆變器如同(rútóng)整流器，功率隨電流波形；2.1－amin；2－aN3.功率隨電流增加而增加，增到值IdPM，功率將減小；第五十三頁(yè)，共69頁(yè)。3.7直流輸電工程(gōngchéng)運(yùn)行方式直流輸電工程運(yùn)行方式(fāngshì)概念：是指運(yùn)行中可供運(yùn)行人員進(jìn)行選擇的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的狀態(tài)，運(yùn)行方式(fāngshì)與工程的直接側(cè)接線方式(fāngshì)、直流功率輸送方向、直流電壓方式(fāngshì)以及直流輸電系統(tǒng)那個(gè)的控制方式(fāngshì)有關(guān)。特點(diǎn)及意義：運(yùn)行方式靈活，使運(yùn)行人員能更好的依據(jù)實(shí)際情況，合理選擇(xuǎnzé)運(yùn)行方式，發(fā)揮系統(tǒng)更大的作用；也可有效地提高工程運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。第五十四頁(yè)，共69頁(yè)。一、運(yùn)行(yùnxíng)接線方式1、單極直流輸電工程單極大地(dàdì)回線方式單極金屬回線方式2、雙極直流輸電工程雙極兩端中性點(diǎn)接地雙極一端中性點(diǎn)接地雙極金屬中線第五十五頁(yè)，共69頁(yè)。二、全壓運(yùn)行與降壓(jiànɡyā)運(yùn)行方式3.在降壓方式下，換流器的觸發(fā)(chùfā)角加大，這將使換流站的主要設(shè)備的運(yùn)行條件變壞。選擇原則：能全壓運(yùn)行(yùnxíng)時(shí)則不選擇降壓方式運(yùn)行(yùnxíng)。降壓運(yùn)行方式的缺點(diǎn)：1.在輸送同樣功率的條件下，直流電壓的降低則使直流電流按比例相應(yīng)地增加，這將使輸電系統(tǒng)的損耗和運(yùn)行費(fèi)用升高。2.在降壓方式下，直流輸電系統(tǒng)的最大輸送功率將降低。第五十六頁(yè)，共69頁(yè)。三、功率(gōnglǜ)正送與功率(gōnglǜ)反送方式在設(shè)計(jì)時(shí)確定某一方向?yàn)檎蛩碗?，另一方向則為反向送電。正在(zhèngzài)運(yùn)行的直流輸電工程進(jìn)行功率輸送方向的改變稱(chēng)為潮流反轉(zhuǎn)。正常潮流反轉(zhuǎn)可以手動(dòng)，也可自動(dòng)進(jìn)行。由調(diào)度或通過(guò)合同作出規(guī)定。緊急潮流反轉(zhuǎn)由控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行。運(yùn)行人員只需對(duì)反轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視，觀察潮流反轉(zhuǎn)后系統(tǒng)的運(yùn)行情況并進(jìn)行必要的操作和處理。第五十七頁(yè)，共69頁(yè)。雙極直流輸電工程的輸送能力，在雙極全壓對(duì)稱(chēng)運(yùn)行(yùnxíng)方式下最大，在單極降壓方式同時(shí)降低直流電流的運(yùn)行(yùnxíng)方式下最小。四、雙極對(duì)稱(chēng)(duìchèn)與不對(duì)稱(chēng)(duìchèn)運(yùn)行方式

雙極對(duì)稱(chēng)運(yùn)行方式——指運(yùn)行中兩個(gè)(liǎnɡɡè)極的直流電壓和直流電流均相等的運(yùn)行方式。1.雙極全壓對(duì)稱(chēng)運(yùn)行方式2.雙極降壓對(duì)稱(chēng)運(yùn)行方式雙極不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行方式1.雙極電壓不對(duì)稱(chēng)方式2.雙極電流不對(duì)稱(chēng)方式3.雙極電壓和電流均不對(duì)稱(chēng)方式第五十八頁(yè)，共69頁(yè)。第五十九頁(yè)，共69頁(yè)。五、直流輸電工程控制(kòngzhì)方式控制有功功率(gōnglǜ)定功率(gōnglǜ)控制方式定電流控制方式控制(kòngzhì)無(wú)功功率無(wú)功功率控制(kòngzhì)方式交流電壓控制(kòngzhì)方式第六十頁(yè)，共69頁(yè)。3.8直流輸電系統(tǒng)(xìtǒng)損耗直流輸電工程的損耗包括兩端換流站損耗、直流輸電線路損耗和接地極系統(tǒng)損耗三部分(bùfen)。直流輸電線路損耗：取決于輸電線路的長(zhǎng)度以及線路導(dǎo)線截面積的選擇，對(duì)遠(yuǎn)距離輸電線路通常約占額定輸送容量的5%～7%，是直流輸電系統(tǒng)損耗的主要部分(bùfen)。第六十一頁(yè)，共69頁(yè)。一、換流站損耗(sǔnhào)晶閘管換流閥換流變壓器平波電抗器并聯(lián)電容器并聯(lián)電抗器交流濾波器直流濾波器站用電損耗其它分為熱備用損耗和負(fù)荷損耗。損耗計(jì)算復(fù)雜。主要(zhǔyào)損耗設(shè)備：為換流變壓器和晶閘管換流閥。占總損耗的71%～88%。換流站主要(zhǔyào)設(shè)備損耗：第六十二頁(yè)，共69頁(yè)。與電壓相關(guān)的損耗(sǔnhào)：1）電暈損耗(sǔnhào)2）絕緣子串的泄漏損耗(sǔnhào)與電流相關(guān)的損耗(sǔnhào)：直流電流在線路電阻上產(chǎn)生的損耗(sǔnhào)二、直流輸電(shūdiàn)線路損耗第六十三頁(yè)，共69頁(yè)。接地極系統(tǒng)損耗(sǔnhào)很小，有時(shí)可忽略不計(jì)。直流輸電的接地系統(tǒng)主要是為直流電流提供一個(gè)返回通路，在運(yùn)行中也會(huì)產(chǎn)生損耗。為避免直流電流對(duì)換流站附近地下金屬物的電化學(xué)腐蝕，通常接地極均遠(yuǎn)離換流站數(shù)十公里。因此從換流站到接地極之間還需要架設(shè)接地極線路（也稱(chēng)接地極引線）。接地極及其引線稱(chēng)為接地極系統(tǒng)。接地極系統(tǒng)的損耗與直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行方式有關(guān)(yǒug