低压直流配电技术的研究综述.doc

低压直流配电技术的研究综述 　　摘要：文章首先对低压直流配电技术的发展历程做了概述，之后对低压直流配电系统的分类、元件组成、特点、换流器理论及存在的问题进行了分析。与交流配电技术相比，低压直流配电技术在电能输送能力、线路损耗和输电质量等方面具有优势，但是其本身仍然存在诸多不足，低压直流配电系统的设计和改进是相关专业人员今后重要的研究方向。 　　关键词：低压直流；配电技术；电力系统；电力电子技术；换流器；滤波器 文献标识码：A 　　中图分类号：TM721 文章编号：1009-2374（2016）33-0127-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.062 　　1 概述 　　近年来，人们对电力系统的要求越来越高，电力电子技术的发展相对成熟，更多先进的、满足人们不同需求的电力技术被应用到电力系统中。比如，相对高压直流配电技术的广泛运用，低压直流配电（简称LVDC）也逐渐得到了国内外学者的关注和电力系统中的运用。虽然早期配电系统中的直流配电技术存在电压过低、容量小和输送距离短等不足，并且一度被交流技术所取代，但是随着电力系统不断完善和改进，直流配电技术在元器件上的改进，如降低换流器的造价成本和耐压值、提高电流输送量等，使本技术重新得到了广大的关注。 　　从早期的研发到后期的改进，重新得到重视，可以看出低压直流配电技术一直是人们研究的热点，比如LDVC技术分析和问题研究等。研究的重点主要是围绕如何提高电力系统的传输能力和如何最大程度降低传输过程中造成的损耗等。相对交流电来说，后期得到广泛应用的直流配电拥有的优势包括：（1）直流电流不受输电线路电感的影响，从而提高电能输送；（2）直流配电电压要比交流电配电电压高，从而延长了电能的输送距离，保证了电能的输送质量。 　　本文详细介绍了低压直流配电技术，包括低压直流配电技术的类型、主要元器件和理论基础等，并对此技术中存在的问题加以分析研究。低压直流配电技术一直都是电力领域讨论的重点，在其取得可观成绩的同时，也存在着诸多严重的不足，如输电电压、电容量和输电距离等。随着电力电子技术的逐渐成熟，研究人员只有不断对低压直流配电技术的研究和改进，才能保证电力系统的可靠度和高效运行，满足现代人对电力系统更高的要求。 　　2 低压直流配电技术的综述 　　电力系统中，随着高压直流输电技术的不断成熟，其应用范围不断扩大。2009年12月，世界第一个达到±800kV特高压的直流输电工程建成，其起始点是云南，终点为广东，此直流输电线路电压从0kV成功升至800kV。直流配电从此以后便成为在更换线路成本较高时首要的替代选择。相较高压直流配电技术，低压直流配电技术在电力系统的运用较晚，究其原因，低压直流配电技术有其自身的不足，同时人们对这些问题的研究还不够深入，尚未妥善解决，这跟低压直流配电系统分类复杂有一定的关系。因此，相关研究人员有必要进行更深层次的钻研并且解决相应问题是推动整个电力系统安全高效运行的基础。本文在此对低压直流配电技术的分类、主要组成元器件、特点及基本原理做了详细的介绍。 　　2.1 低压直流配电技术的分类 　　2.1.1 按拓扑分类。（1）高压输电型。此类型的配电技术系统中的两个交流系统通过连接一条直流线路而相通。用电用户可以与直流系统连接，并且多个用户可从一个变流器中获取电能；（2）辐射型。此类型的低压直流输电系统中与高压输电型有明显不同的是，本系统中的用户与直流系统不直接相连，并且每一个用户对应唯一的变流器。 　　2.1.2 按直流输电系统中连接方式分类。（1）单极型。单极型的低压直流配电系统是利用一条导线来连接，通常情况以大地或水作为返回回路，显示负极特性。但是，在强的干扰情况下，如电阻率太高或者其他金融结构性干扰等，用金属代替大地作为返回回路，并且使金属回路在低电压下运行。更特别的是，必须用额定电压器来测量每端的直流电源，两级结构的运行可独立开来。（2）双极型。顾名思义，双极型的低压直流配电系统是用正负两条导线连接的，是比较常见的配电系统类型。系统两端在直流侧串接两个换流器，这两个换流器额定电压相同，同样两极运行可独立。需要特别注意的是，接地电流对附近的煤气或天然气管道可产生局部影响，由于管道可作为导体，从而有可能对金属造成腐蚀，因此用大地作为回路时需要妥善解决此类问题。 　　2.2 低压直流配电系统的组成元件 　　2.2.1 换流器。换流器是完成交流/直流（AC/DC）和直流/交流（DC/AC）之间变换的元件，由阀桥和带负载调分接头的变压器组成，其中阀桥是由电力电子元件的六脉或十二脉电路组成。 　　2.2.2 平波电抗器。平波电抗器串联在换流器的每个极上，其规模和规模相对都较大，用途是减小直流线路内的谐波电压和