直流系统运行特性.ppt

直流系统运行特性2011年11月1 一）概述直流输电的发展史直流输电之最直流输电的特点直流输电类型直流输电技术的发展2 直流输电的发展史输电最早用DC1882年 德国 2kV 1.5kW 57km 向慕尼黑国际展览会送电1889年??法国 125kV 20MW 230km 从Moutiers 到Lyon(里昂) DC发电机串联升压 后来被AC输电所代替（交流电机、变压器）1954年 高特兰岛（汞弧阀） 第一次商业运行 70年代后期汞弧阀被淘汰72年 加拿大 伊尔河BTB 晶闸管阀年增长率 1981 – 1998 2096MW/年八十至九十年代，一系列?500 kV级晶闸管阀高压直流输电工程投产，标志着直流输电技术的成熟。现在，制造?800kV直流系统设备，已经实现。 目前投运的直流工程已近10０个。使用的晶闸管元件参数已达 8kV、4kA以上。 3 直流输电之最（2011年）最高电压 ±800kV 中国向上、云广1最大容量 6400MW 中国 向上最长架空线 1961km 中国 向上最长电缆 250km 瑞典 － 德国 波罗的海工程 电缆直流电压 500kV 美国 新泽西州 - 纽约长岛工程DC电缆工程容量 2000MW 英法海峡BTB单元容量 750MW 中国 高岭BTB站容量 2200MW 巴西－阿根廷 加勒比（Garabi） 12脉动换流容量 2000MW 中国 宁东 4 直流输电的特点1优点：1）与相同输送功率的交流线路相比，钢芯铝线省1/3，钢材省1/2 – 1/3，线路造价约为AC的2/3，需要的线路走廊还窄。2）DC电缆输电：输送容量大，造价低，损耗小，不易老化，寿命长，输送距离不受限制。 3） 无同步稳定性问题（交流 P=E1E2sin?/X12）,有利于长距离大容量送电。 4） 可异步运行。 5） Pd、换流器吸收的Q均可快速控制，可用以改善所连AC系统运行特性。6） 可分期投资建设。 7） 电网管理方便。 8） 可隔离故障，有利于避免大面积停电。 5 等价距离6 直流输电的特点2缺点：1） 换流站：设备多，结构复杂，造价高，损耗较大，对运行人员要求高。2） 产生AC、DC谐波。 3） 需40% - 60% 无功补偿。4） 单极大地回线运行时，地电流引起的问题。 正常运行方式应是双极平衡运行，尽量减小地电流（1％In） 7 直流输电类型两端直流输电 长距离大容量输电多端直流输电 （意大利本土－科西嘉岛－撒丁岛；加拿大魁北克－美国新英格兰（詹姆斯湾－底斯坎通－桑地旁） 增加灵活性 高压大容量直流开关问题背靠背直流输电 异步联网、非同步联网轻型直流输电 全控器件（GTO，IGBT） 容量问题8 柔性直流输电ABB、西门子公司、我国许继公司、中国电科院都在开发 HVDC Light （ABB） HVDC Plus （西门子） 柔性直流输电（我国）1997年3月 第一个轻型直流输电在瑞典中部投运 IGBT， 3MW, 10kV, 10km目前最大容量 德国 NordE.ON1 ±150kV 400MW 海缆+架空线 2009年目前最长距离 非洲 纳米比亚 Caprivi Link 单极 350kV 300 MW 970km 架空线 2009年中国 上海南汇 ±30kV 18MW 8km 架空线 2011年现已有10多个工程(瑞典、澳大利亚、爱沙尼亚、芬兰、美国、中国等) 9 直流输电技术的发展1）应用领域 作为交流输电有力的补充2）技术上的发展 换流站设计 每一高压直流输电工程都是根据其接入系统的具体要求量身定做的，包括其额定直流功率、额定直流电压、性能要求等重要参数都是按照接入系统的具体要求，优化选取的，还远没有交流设备那样标准化、系列化。规范化有利于设备设计、制造，降低设备成本、降低工程造价，促进直流输电发展。10 直流输电技术的发展换流阀 应用更高参数的晶闸管，减