南匯柔性直流輸電調研報告

南匯柔性直流輸電調研上海南匯風電場柔性直流輸電示范工程是國內首例柔性直流輸電工程。工程建書柔換流站、南風換流站和兩站間的一回柔性直流線路。柔性直流輸電額定電壓為30KV，直流額定300A18MVA8.6KM兩站均為地下一層加地上三層構造。柔性直流輸電技術的工程應用，對于智能電網(wǎng)的建設具有重要的意義柔性直流換流閥承受;并且，電技術在孤島供電城市電網(wǎng)供電分布式能源并網(wǎng)等方面具有很高的應用價值。1、柔性直流系統(tǒng)接入方案與運行方式柔性直流系統(tǒng)接入方案與運行方式,柔性直流的系統(tǒng)接入方案如圖1所示風機發(fā)出的電能經(jīng)35KV10KV35KV南匯35KV大治站相連.35KVI母上的溝通線路開斷，接入南風換流站，經(jīng)過換流變換、流閥等設備實現(xiàn)交直流變換，然后通過直流輸電線路傳輸?shù)綄鹊臅釗Q流站，通過直/溝通變換后接入大治站母線。柔性直流換流站可以選擇2直流輸電系統(tǒng)的5種運行方式:1:3992線備用，為今后的風電并網(wǎng)運行供給技術支撐和相關運行閱歷。2:3992線并列運行，為以后的交直流電網(wǎng)并列運行供給技術支撐和相關運行閱歷。3:STATCOM3992線運行，南柔線備用，但是兩端換流站均參與溝通系統(tǒng)電壓/SRATCOM方式運行，為今后的電網(wǎng)無功掌握供給技術支撐和相關運行閱歷。4:399535KVI35KVII3992線——和相關運行閱歷。5:399235KVII母，柔性直流輸電線路備用。此為柔性直流輸電系統(tǒng)檢修或故障停運時的系統(tǒng)運行方式。2、功率輸送范圍柔性直流可以獨立地掌握有功和無功的流向，本示范工程的有功調整范圍為:-18~+18MW，無功調整范圍為-13~+9Mvar，有功和無功可以獨立調整，有功功率輸出極限值為：18MW，2Mvar12MW之間時，無功輸出為-13Mvar~+9Mvar之間。在有功確定值在W3、柔性直流換流站的一次系統(tǒng)構造柔性直流換流站的一次系統(tǒng)構造示意圖如圖2實現(xiàn)交/30KV。便于進展運行治理和維護此外，啟動電阻，橋臂電抗器電壓源型換流閥都是柔性直流輸電系統(tǒng)所特有的。換流閥換流閥構造IGBT3所示，每個子模塊由IGBT元件子模塊掌握器、保護晶閘管、旁路開關、電容、取能模塊水冷管道等組成。IGBT2IGBT元件，子模塊掌握器用于給子模塊觸發(fā)信號，電容為儲能元件，保護晶閘管用于子模塊的過電流保護，快速旁路開關用于子模塊故障時，將子模塊旁路，不會因子模塊故障影響系統(tǒng)的正常運行。42個半塔穿插接線組成每個半塔有47個子模塊，即每個閥塔由56個子模塊串聯(lián)而成，其中48個子模塊為運行86ABC三相的上下橋臂。換流閥的工作原理548個子模塊及一個電抗器串聯(lián)而成。在充電完成后，子模塊間的電壓不平衡低于10%，每個工頻周波內，上下48個子模塊，以維持直流電壓U恒定。此外，只要有規(guī)律地觸發(fā)各相上下半橋臂中的子模塊，調整上下橋臂開通的子模塊個數(shù)，就可以對溝通Uab、Ubc、Uca輸出電61149電平的狀況下，溝通側輸出電壓諧波進一步減小。啟動電阻MCC構造的換流閥，在系統(tǒng)啟動之前，各子模塊電壓為零，換流閥中IGBT處于關斷狀IGBTMMC啟動之初，只能通過各子模塊IGBT上的反并聯(lián)二極管對子模塊電容充電。MMC電容充電電路如圖7所示。MCC最大，同時當AB線電壓到達峰值時合閘，沖擊電流是最大的，可以認為接近于換流閥出口三相短路電流。8K分開，啟動電阻串入直流系統(tǒng)主回路對換流閥充電，經(jīng)過肯定的延遲時間后(90s)K，此時電阻就被旁路掉了，直流充電過程完畢。橋臂電抗器紐帶，具有如下功能:(1)打算了變流器的功率輸送力量。電抗器兩側的電壓幅值差打算了系統(tǒng)無功功率的輸出，電抗器兩側的電壓相位差打算了系統(tǒng)有功功率的輸出。(2)流和基波電壓(3)當系統(tǒng)發(fā)生擾動或短路時，可以抑制電流上升率和限制短路電流的峰值。柔性直流輸電工程中，電抗器可以使用常用的規(guī)格設計，沒有特別要求。但為了削減傳送到系統(tǒng)側的諧波，其雜散電容越小越好。示范工程中，承受干式空芯電抗器，并放置于室內。4、柔性直流調試結果概述在柔性直流輸電系統(tǒng)建設完成后，進展了單站及兩站的啟動和調試試驗。調試內容包括:性直流輸電系統(tǒng)的啟動試驗;柔性直流輸電系統(tǒng)在STATCOM及HVDC模式下的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能試驗;各種運行方式的轉換試驗。:(1)STATCOM模式運行以及兩站HVDC模式的順當啟動和運行;(2)2種運行模式下，承受不同功率掌握方式時柔量的溝通電壓和溝通電流，各種掌握方式也實現(xiàn)了預期的目標;3()實現(xiàn)了柔性直流各種運行方式的運行和方式轉換。5、爭論完善的方向作為一種型的輸電技術，柔性直流輸電系統(tǒng)還很不成熟，需要進展進一步的爭論完善。(1)在系統(tǒng)開發(fā)方面改進啟動和方式調整流程，以自動流程代替手動操作流程，使柔性直流輸電系統(tǒng)啟動更加智能化;直流輸電系統(tǒng)具備更廣泛的分布式能源并網(wǎng)力量;爭論柔性直流輸電系統(tǒng)獨立啟動的方法，實現(xiàn)柔性直流直接向無源網(wǎng)絡供電。(2)在系統(tǒng)調試方面進一步進展柔性直流系統(tǒng)交直流故障調試試驗例如溝通單(兩相)接地。(3)在換流站的運行治理方面