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高压直流输配电技术

高压直流输配电技术
高压直流输配电技术

一、教学目的

高压直流输电系统的运行和控制是电力系统及其自动化、电力电子等专业的一门重要技术基础课程。高压直流输电系统主要研究的内容是如何依靠电力电子变流技术以直流的形式实现电能的远距离传递的系统。通过本课程的学习,学生应掌握高压直流输电系统的基本原理、在实际电能生产系统中的运行特性、控制特性及其结构和元件等理论知识,为从事实际工作打下坚实的基础。

本课程具有较强的综合性和实用性,与工程实际联系密切,对培养学生联系工程实际,提高科学的思维能力具有重要的促进作用。

二、教学内容与要求

第一章绪论(讲课2学时)

了解课程的主要内容,重点了解高压直流输电系统的发展概况、基本组成及与交流输电相比

第二章换流器理论及特性方程(讲课4学时)

换流器的主要功能是完成交-直流转换,并通过HVDC联络线来控制潮流,是直流输电系统中完成电能传递的关键设备。通过本章的学习,了解掌握换流器的阀特性以及实际换流电路的结构和运行情况,掌握换相、触发延迟角、换相角、熄弧角等基本概念,整流器和逆变器的工作方式。具体教学内容和学时安排如下:

2.1、阀特性(讲课1学时)

2.2、换流器电路分析(讲课1学时)

2.3、整流器和逆变器工作方式(讲课1学时)2.4、交流量和直流量之间的关系(讲课0.5学时)2.5、多桥换流器(讲课0.5学时)重点:整流器和逆变器工作方式。难点:多桥换流器的工作方式。

作业:什么是整流器和逆变器,其各自的工作方式是怎样的?

第三章谐波及其抑制(讲课4学时)

谐波及其抑制是高压直流输电中的重要技术问题之一。通过本篇学习,了解高压直流输电系统中的谐波来源以及类型、谐波的影响和危害、滤波装置的特性和设计办法,重点掌握换流站交、直流侧的谐波类型以及抑制,了解交流绕组的术语,认识展开图,懂得三相绕组空间对称的道理,掌握相电势有效值公式,知道其中各物理谐波的基本方法。具体教学内容和学时安排如下:

3.1、高压直流输电系统的谐波(讲课1学时)

3.2、谐波抑制装置的选择(讲课1学时)

3.3、交流滤波器的设计(讲课0.5学时)

3.4、直流侧滤波器设计(讲课1学时)

3.5、增加脉波数来抑制谐波的办法(讲课1学时)重点:抑制谐波的办法。难点:滤波器设计。

作业:什么是特征谐波?什么是非特征谐波?其抑制方式有哪些?

第四章高压直流输电系统的控制和特性(讲课5学时)

高压直流输电系统是高度可控的,采用各种控制方式,目的在于提供高效稳定的运行和功率控制的最大灵活性,同时保证设备的安全。通过本章的学习,掌握控制的基本运行原理、实现以及它们在正常和异常的系统条件下的性能。具体教学内容和学时安排如下:

4.1、控制的基本原理(讲课1学时)4.2、控制系统的实现(讲课1学时)

4.3、换流器触发脉冲控制系统(讲课1学时)4.4、换流器的全数字式控制器(讲课1学时)4.5、阀的闭锁和旁路(讲课0.5学时)

4.6、启动、停运和潮流的逆转(讲课0.5学时)重点:控制的基本原理。

难点:关于阀的闭锁和旁路,启动、停运和潮流的逆转实现。作业:(1)阐述高压直流输电系统的基本控制原理。

(2)如何实现直流系统的启动、停运和潮流的逆转?

第五章高压直流输电系统的数学模型、分析和仿真(讲课9学时)

实际的高压直流输电系统往往和交流系统相互连接,形成交直流输电系统的相互作用,从而产生一系列电压不稳定性、暂态不稳定性、动态过电压等问题,为了预计可能出现的问题并提供解决措施,建立准确的高压直流输电系统拓扑方程变得必要。通过本章的学习,掌握描述高压直流系统的各种模型、求解方法以及相关的仿真计算。具体教学内容和学时安排如下:5.1、用于高压直流系统控制研究的标准模型(讲课1学时)

5.2、高压直流输电系统的稳态模型和潮流的顺序解法(讲课2学时)5.3、交、直流潮流的改进统一解法(讲课1学时)

5.4、高压直流输电系统的线性状态空间模型(讲课1学时)5.5、高压直流输电系统的暂态仿真(讲课2学时)5.6、静止无功补偿器的暂态仿真(讲课1学时)

5.7、稳定研究中高压直流输电系统模型选择的一般原则(讲课1学时)重点:高压直流输电系统的暂态仿真。难点:高压直流输电系统的暂态仿真。

作业:做一个简单的两机系统内嵌直流系统的暂态仿真,了解功率传输过程中交流侧和直流侧电压电流的变化。

第六章提高交流系统性能的附加直流控制(讲课6学时)

高压直流输电系统中,基本的控制量式整流器控制的直流电流和逆变器的直流电压。通过本章的学习,了解有关附加控制的原理和设计方法、最近发展的高级控制技术等。具体教学内容和学时安排如下:

6.1、概述和定义(讲课2学时)

6.2、最优功率调节控制器的设计(讲课0.5学时)

6.3、提高交流系统暂态稳定性的附加控制(讲课0.5学时)6.4、阻尼交流系统的次同步振荡(讲课0.5学时)6.5、模糊逻辑控制和变结构控制(讲课0.5学时)6.6、自校正电流控制器的设计(讲课1学时)

6.7、直流换流器的无功功率和电压控制(讲课1学时)

重点:提高交流系统暂态稳定性的附加控制,直流换流器的无功功率和电压控制。难点:阻尼交流系统的次同步振荡,模糊逻辑控制和变结构控制。作业:(1)提高交流系统暂态稳定性的附加控制有哪些?

(2)如何抑制交流系统的次同步振荡?

第七章交流和直流系统间的相互作用(讲课4学时)

交流和直流系统间相互作用的性质以及相关问题在很大程度上取决于交流系统与所连直流系统容量的相对大小。本章的主要内容是讨论与弱交流系统连接的直流系统的有关问题以及处理这些问题的办法。通过本章的学习,了解短路比、有效短路比、暂态电压稳定性以及强迫换相等基本概念,掌握解决弱系统有关问题的方案,暂态交流电压的现象以及可能引起的系统问题,谐波的不稳定性机制以及缓解办法,具体教学内容和学时安排如下:

7.1、概述和定义(讲课0.5学时)

7.2、暂态交流电压稳定性(讲课0.5学时)7.3、动态过电压和控制设备(讲课0.5学时)7.4、强迫换相和GTO电压源换流器(讲课0.5学时)7.5、谐波不稳定性及其缓解办法(讲课0.5学时)

7.6、弱背靠背直流联络线的稳定性和电压崩溃(讲课0.5学时)7.7、背靠背换流站的统一控制(讲课0.5学时)

7.8、实际直流系统与弱交流系统连接的设计和性能特征(讲课0.5学时)重点:暂态交流电压稳定性。

难点:弱背靠背直流联络线的稳定性和电压崩溃,背靠背换流站的统一控制。作业:(1)什么是背靠背直流系统?

(2)如何实现实际直流系统与弱交流系统的连接?

第八章高压直流输电系统的故障和保护(讲课2学时)

高压直流输电系统包括换流器、直流输电线路和换流站的交流部分,其中任何一部分发生故障,都会影响整个直流输电系统运行的可靠性和有关设备的安全。本章将对换流器异常运行、交流和直流系统故障的响应以及主要保护的配置分别予以讨论。通过本章的学习,了解换流器异常运行的相关现象、交流和直流系统故障的响应以及主要的保护手段等内容,重点掌握换相失败的概念。具体教学内容和学时安排如下:

8.1、换流器的异常运行(讲课0.5学时)

8.2、交流和直流系统故障的响应(讲课0.5学时)8.3、高压直流输电系统主要保护的配置(讲课1学时)重点:高压直流输电系统主要保护的配置。

难点:换流器的异常运行,交流和直流系统故障的响应。作业:(1)换流器异如何实现常运行的表现有哪些?(2)如何实现高压直流输电系统主要保护的配置?

第九章多端直流输电系统(讲课2学时)

多端直流输电系统结构充分开发了高压直流输电技术的经济优点和技术优点。通过本章的学习,了解多端直流输电系统结构、基本控制特性和控制系统的组成。具体教学内容和学时安排如下:

9.1、多端直流输电系统的结构和控制特性(讲课0.5学时)9.2、多端直流控制系统的组成(讲课0.5学时)

9.3、多端直流输电系统的小功率分接逆变器(讲课1学时)重点:多端直流输电系统的结构和控制特性。难点:多端直流输电系统的小功率分接逆变器。

作业:请阐述多端直流输电系统的结构特征和控制特性。

第十章多馈入直流输电系统(讲课1学时)

多馈入直流输电系统结构比较新,分析起来相对复杂。通过本章的学习,了解多馈入直流输电系统的分类、与交流系统的相互作用、恢复策略和稳定控制等。具体教学内容和学时安排如下:

10.1、概述(讲课0.5学时)

10.2、多馈入直流输电系统的同步和阻尼转矩控制(讲课0.5学时)

重点:多馈入直流输电系统的同步和阻尼转矩控制。难点:多馈入直流输电系统的同步和阻尼转矩控制。作业:阐述多馈入直流输电系统的阻尼转矩控制特点。

第十一章新的高压直流输电系统方案(讲课1学时)

为了简化结构、节约投资、降低运行和维护费用、减少换流站损耗、增加系统运行的灵活性和可靠性,近年来致力于研究一些新的高压直流输电系统方案。通过本章的学习,了解这些新方案的结构和运行特点。具体教学内容和学时安排如下:

11.1、发电机-换流器的直接联接(讲课0.5学时)

11.2、无换流变压器的直流输电系统(11.2节和11.3节合并讲课0.5学时)

11.3、高压直流输电系统的并联线路投切

重点:高压直流输电系统的并联线路投切。难点:发电机-换流器的直接联接。

作业:如何实现发电机-换流器的直接联接?其技术特点有哪些?三、教学方式

课堂讲授,PPT与板书相结合四、考核方式与成绩评定

考核方法:闭卷笔试

成绩评定:总分100分,平时20%,期末80%

五、教材及主要参考书目

教材:《高压直流输电系统的运行和控制》李兴源主编,科学出版社,1998年参考书:浙江大学直流输电教研组主编:直流输电,电子工业出版社,1994年

(大纲撰写人:刘群英)(大纲审稿人:)

全日制研究生《高压直流及新型输配电技术》课程教学大纲

一、教学目的

高压直流输电系统的运行和控制是电力系统及其自动化、电力电子等专业的一门重要技术基础课程。高压直流输电系统主要研究的内容是如何依靠电力电子变流技术以直流的形式实现电能的远距离传递的系统。通过本课程的学习,学生应掌握高压直流输电系统的基本原理、在实际电能生产系统中的运行特性、控制特性及其结构和元件等理论知识,为从事实际工作打下坚实的基础。

本课程具有较强的综合性和实用性,与工程实际联系密切,对培养学生联系工程实际,提高科学的思维能力具有重要的促进作用。二、教学内容与要求

第一章绪论(讲课2学时)

了解课程的主要内容,重点了解高压直流输电系统的发展概况、基本组成及与交流输电相比

第二章换流器理论及特性方程(讲课4学时)

换流器的主要功能是完成交-直流转换,并通过HVDC联络线来控制潮流,是直流输电系统中完成电能传递的关键设备。通过本章的学习,了解掌握换流器的阀特性以及实际换流电路的结构和运行情况,掌握换相、触发延迟角、换相角、熄弧角等基本概念,整流器和逆变器的工作方式。具体教学内容和学时安排如下:

2.1、阀特性(讲课1学时)

2.2、换流器电路分析(讲课1学时)

2.3、整流器和逆变器工作方式(讲课1学时)2.4、交流量和直流量之间的关系(讲课0.5学时)2.5、多桥换流器(讲课0.5学时)重点:整流器和逆变器工作方式。难点:多桥换流器的工作方式。

作业:什么是整流器和逆变器,其各自的工作方式是怎样的?

第三章谐波及其抑制(讲课4学时)

谐波及其抑制是高压直流输电中的重要技术问题之一。通过本篇学习,了解高压直流输电系统中的谐波来源以及类型、谐波的影响和危害、滤波装置的特性和设计办法,重点掌握换流站交、直流侧的谐波类型以及抑制,了解交流绕组的术语,认识展开图,懂得三相绕组空间对称的道理,掌握相电势有效值公式,知道其中各物理谐波的基本方法。具体教学内容和学时安排如下:

3.1、高压直流输电系统的谐波(讲课1学时)

课程编号:17016005

我国特高压直流输电技术的现状及发展

我国特高压直流输电技术的现状及发展 (华北电力大学,北京市) 【摘要】直流输电是目前世界上电力大国解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的一个重要手段。本文主要介绍了特高压直流输电技术的特点,特高压直流输电技术所要解决的问题,特高压直流输电技术的在我国发展的必要性以及发展前景。 【关键词】特高压直流输电,特点,问题,必要性,发展前景 0.引言 特高压电网是指由特高压骨干网架、超高压、高压输电网、配电网及高压直流输电系统共同构成的分层、分区,结构清晰的大电网。其中,国家电网特高压骨干网架是指由1000kV级交流输电网和±600kV级以上直流输电系统构成的电网。 特高压直流输电技术起源于20 世纪60 年代,瑞典Chalmers 大学1966 年开始研究±750kV 导线。1966 年后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作,20 世纪80 年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。国际电气与电子工程师协会(IEEE)和国际大电网会议(Cigre)均在80 年代末得出结论:根据已有技术和运行经验,±800kV 是合适的直流输电电压等级,2002 年Cigre又重申了这一观点。随着国民经济的增长,中国用电需求不断增加,中国的自然条件以及能源和负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然,为减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源,需要一种经济高效的输电方式。特高压直流输电技术恰好迎合了这一要求。 1.特高压直流输电的技术特点 1.1特高压直流输电系统 特高压直流输电的系统组成形式与超高压直流输电相同,但单桥个数、输送容量、电气一次设备的容量及绝缘水平等相差很大。换流站主接线的典型方式为每极2组12脉动换流单元串联,也可用每极2组12脉动换流单元并联。特高压直流输电采用对称双极结构,即每12脉动换流器的额定电压均为400kV,这样的接线方式使运行灵活性可靠性大为提高。特高压直流输电的运行方式有:双极运行方式、双极混合电压运行方式、单击运行方式和单极半压运行方式等。换流阀采用二重阀,空气绝缘,水冷却;控制角为整流器触发角15°;逆变器熄弧角17°。换流变压器形式为单相双绕组,油浸式;短路阻抗16%-18%;有载调压开关共29档,每档1.25%。换流站平面布置为高、低压阀厅及其换流变压器采用面对面布置方式,高压阀厅布置在两侧,低压阀厅布置在中间。 1.2 特高压直流输电技术的主要特点 (1)特高压直流输电系统中间不落点,可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心。在送受关系明确的情况下,采用特高压直流输电,实现交直流并联输电或非同步联网,电网结构比较松散、清晰。 (2)特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流,按照送受两端运行方式变化而改变潮流。特高压直流输电系统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。 (3)特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄,适合大功率、远距离输电。 (4)在交直流并联输电的情况下,利用直流有功功率调制,可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡,包括区域性低频振荡,明显提高交流的暂态、动态稳定性能。 (5)大功率直流输电,当发生直流系统闭锁时,两端交流系统将承受大的功率冲击。 1.3 与超高压直流输电比较 和±600千伏级及600千伏以下超高压

模块化多电平高压直流输电综述

模块化多电平换流器型高压直流输电综述 0引言: 现代电力电子技术的发展,使直流输电又一次登上历史舞台,与交流输电并驾齐驱。1954年,世界上第一条工业性的高压直流输电系统投入运营,从此,直流输电技术在海底电缆送电、远距离大功率输电、不同频率或相同频率交流系统之间的联结等场合得到了广泛地应用。IGBT、GTO 的出现,促使了VSC-HVDC和MMC-HVDC的产生,成为直流输电技术的一次重大变革。 MMC-HVDC(modular multilevel converter-high voltage DC transmission)是新一代直流输电技术,发展非常迅速。它具有高度模块化、易于扩展、输出电压波形好等特点,尤其适用于中高压大功率系统应用。本文首先介绍MMC的电路拓扑和工作原理,总结MMC的主要技术特点;然后分别回顾MMC在电容电压平衡、环流、控制策略、故障保护等关键问题的最新研究进展,最后指出MMC今后亟待研究的关键问题。相关研究结果表明,MMC在电力系统中有广泛的应用前景,是未来中高压大功率系统,尤其是高压输电技术的重要发展方向。 1正文: 传统两电平电压源型变换器,在电机传动、新能源并网、开关电源等工业生产领域的应用十分广泛。但在高压大功率领域的应用中,为解决功率开关器件的耐压问题,通常通过工频变压器接入高压电网,笨重的工频变压器大大增加了电力电子变换装置的体积和成本,限制了系统效率。鉴于现有传统多电平变换器在较高应用电压等级、有功功率传输场合等方面存在的不足,德国学者 Marquardt R.及其合作者提出了基于级联结构的模块组合多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的拓扑。 现将传统直流输电、电压源换流器型直流输电(VSC-HVDC)和MMC-HVDC三种直流输电方式的特点列表如下。

高压直流系统

高压直流电源系统介绍 易国华:非常感谢各位利用给我这个汇报的机会,时间关系,我只讲一些重点。简单介绍一下公司,我们公司的产品主要有四大类,一个是通信电源系统,第二在电力系统当中使用的电力操作电源系统,第三是高压直流系统,应急电源。这是我们在电力行业里面使用的电力操作电源系统,主要在变电站、电厂。这是电力操作电源核心,跟我们通信电源相类似,模块等等。这是应急电源,主要是消防上的,一些大的用户电里面实际上是锂电器。这是室内和室外的系统。 今天主要把时间放到高压直流上面,主要是替代UPS的目的。我们数字机房包括一些计算机终端来供电的,既然高压直流是替代UPS的,必须了解这两个之间的区别。高压直流从AC到DC,UPS比高压直流多一个变换。UPS和高压直流相比存在哪些问题呢?第一个主要多了一个变换效率比较低,第二系UPS的输出采用工频滤波损耗大。UPS控制复杂,可靠性降低。UPS的电池在输入端,如果UPS本身出故障,他一定要保证自己不出问题才可以不间断。UPS并机要需要同频、同相、同电位,并机复杂,可靠性低。我说这个东西也简单,它的可靠性越高。高压直流并机是直流并联,只有同电位的问题,控制非常简单。只要电压相同就可以。UPS系统并联数量上受到限制,高压直流是没有这个限制的,我们实际操作当中一般是40台并联。UPS现在机房使用绝大多数都是1+1并联方式,实际负荷单机往往小于40%,这样一来单台机的运行效率很低,70%左右。高压直流现在使用是N+1方式,因此它的符合可以达到70-80%,一般涉及到80%以下。现在的高压直流效率在30%的负载的时候可以做到92%,我们的效率在92%以上。 值得一提是高压直流这种N+1方式维护起来非常的方便,大家知道大型UPS出故障之后大家都傻眼了,没有什么招了。而高压直流由于电池的存在,N+1的系统最大的好处我个人认为实际上是维护,你不太担心他。

直流屏技术协议

直流装置订货技术要求 第一章技术规范 1 总则 1.1本设备技术要求适用于新汶矿业泰山盐化工35KV变配电站工程直流屏装置,它提出了该装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本技术协议书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方应提供符合工业标准和本协议书的优质产品。 1.3本技术协议书所使用的标准如遇与卖方执行的标准不一致时,按较高标准执行。 1.4本设备技术要求经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等的法律效力。 1.5本设备技术协议书未尽事宜,由买、卖双方协商确定。 2 环境条件与设计条件 2.1最高温度:____________ 最低温度:____________ 2.2海拔高度:____________ 2.3最大风速:____________ 2.4环境相对湿度(在25 o时) 多年平均值:____________ 2.5地震烈度:____________度; 2.6污秽等级:____________级(爬距:____________按最高工作电压计); 2.7 安装地点:户内; 3. 设备规范 3.1合同设备包括供货方向其他厂商购买的所有附件和设备,这些附件和设备应符合相应的标准规范或法规的最新版本或其修正本的要求。 3.2 除非合同另有规定,均须遵守最新的国家标准(GB)和国际电工委员会(IEC)标准以及国际单位制(SI)标准。如采用合资或合作产品,还应遵守合作方国家标准,当上述

标准不一致时按高标准执行。 所有螺栓、双头螺栓、螺纹、管螺纹、螺栓夹及螺母均应遵守国际标准化组织(ISO)和国际单位制(SI)的标准。 3.3 应遵循的主要现行标准 DL/T 459-92 《镉镍蓄电池直流屏(柜)订货技术条件》 ZBK45017-90 《电力系统用直流屏通用技术条件》 LS(W)30-40-JT 《电力系统用微机控制直流电源柜技术条件》 DL478-92 《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》 《电力操作电源安全规范和EMC的要求》 以上标准均执行最新版本。 这些法则和标准提出了最基本要求,如果根据卖方的意见并经用户接受,使用优于或更为经济的设计或材料,并能使卖方设备良好地、连续地在本规范所规定的条件下运行时,则这些标准也可以由卖方超越。 3.4 当标准、规范之间出现矛盾时,卖方应将矛盾情况提交用户,以便在开始生产前制定解决方案。 4 技术条件 4.1电气参数 4.1.1 名称 35KV变配电站220V高频开关直流电源屏(详直流装置及系统接线图) 4.1.2规格:200AH 4.1.3 交流额定输入电压:380V±10%,频率为50Hz±5%。 4.1.4 直流额定输出电压:220V 4.1.5 充电装置额定直流输出电流: Ic=25A,高频开关电源模块为10A及以上,模块数量按(N+1)冗余配置,最大输出电流30A。 4.1.6 浮充电压稳定调节范围:220~240V; 4.1.7均衡充电电压稳定调节范围:230~260V。

交直流一体化电源系统技术协议

锦界北区晶登110KV升压 站工程 交直流一体化电源 技术规范书 陕西西北火电工程设计咨询有限公司 二○一五年九月

一、一般要求 1、交直流一体化电源系统(包括交流电源、直流电源、逆变电源、通信电源)宜由一家供应商提供,统一进行设计、生产、调试、服务。 2、交直流一体化电源系统宜整体使用各种功能模块进行配置,特别是所有进线、出线开关应使用智能开关模块:将开关、传感器、智能电路集成在一个可插拔式机箱模块内。直流绝缘监测功能分散到直流馈线模块内处理。要求模块外部没有二次接线,模块之间没有常规联络电缆,模块对外只有通信接线,以满足变电站上行下达信息传输的核心思想。 3、设置站用电源一体化监控模块,对全站站用电源进行统一管理。 4、取消UPS,使用逆变电源直接挂在变电站直流母线上运行。事故照明电源取自相关逆变电源输出。 5、取消通信蓄电池组配置及通信用充电设备,使用DC/DC模块直接挂在变电站直流母线上运行。 6、站用交流系统采用ATS开关并配置智能设备实现多运行方式自动投切。 7、单体蓄电池监测不宜有跨柜接线,对外只有通信接线,以满足变电站上行下达信息传输的核心思想。 8、操作用直流系统符合国家相关规定。 9、所有站用电源智能模块均采用直流作为装置电源。 二、遵从标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版本均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 2900.1-1993 电工术语基本术语 GB/T 2900.11-1988 蓄电池名词术语 GB/T 2900.17-1994 电工术语电气继电器 GB/T 2900.32-1992 电工术语电力半导体器件

特高压直流输电技术研究

特高压直流输电技术研究 发表时间:2017-07-04T11:23:41.107Z 来源:《电力设备》2017年第7期作者:杨帅 [导读] 摘要:文章首先介绍了特高压直流输电原理,接着分析了特高压直流输电技术的特点,特高压直流输电技术的优点、交直流特高压技术的应用,未来需要解决的难点等。通过分析能够看出,当前特高压直流输电技术在中国具有广阔的应用前景。 (国网河北省电力公司检修分公司河北省石家庄 050000) 摘要:文章首先介绍了特高压直流输电原理,接着分析了特高压直流输电技术的特点,特高压直流输电技术的优点、交直流特高压技术的应用,未来需要解决的难点等。通过分析能够看出,当前特高压直流输电技术在中国具有广阔的应用前景。 关键词:特高压;直流输电;应用 引言 随着国民经济的持续快速发展,我国电力工业呈现加速发展态势,近几年发展更加迅猛。按照在建规模和合理开工计划,全国装机容量 2010 年达到 9.5 亿千瓦,2020 年达到 14.7 亿千瓦;用电量 2010 年达到 4.5 万亿千瓦时,2020 年达到 7.4 万亿千瓦时。电力需求和电源建设空间巨大,电网面临持续增加输送能力的艰巨任务。同时我国资源分布不均匀,全国四分之三的可开发水资源在西南地区,三分之二的煤炭资源分布在西北地区,而经济发达的东部地区集中了三分之二的用电负荷。大容量、远距离输电成为我国电网发展的必然趋势。 同时,特高压输电具有明显的经济效益。特高压输电线路可减少铁塔用材三分之一,节约导线二分之一,节省包括变电所在内的电网造价约 10%-15%。特高压线路输电走廊仅为同等输送能力的 500k V 线路所需走廊的四分之一,这对人口稠密、土地宝贵或走廊困难的国家和地区带来重大的经济社会效益。 1特高压直流输电原理 高压直流输电的电压等级概念与交流输电不一样。对于交流输电来说,一般将 220k V 及以下的电压等级称为高压,330 ~ 750k V 的称为超高压 ,1000k V 及以上的称为特高压。直流输电把 ±500k V 和 ±660k V 称为超高压;±800k V 及以上电压等级称为特高压。 直流输电工程是以直流电的方式实现电能传输的工程。直流电必须经过换流(整流和逆变)实现直流电变交流电,然后与交流系统连接。 两端直流输电系统可分为单极系统(正极和负极)、双极系统(正、负两极)和背靠背直流系统(无直流输电系统)三种类型。 2特高压直流输电优点 我国目前发展的特高压输电技术包括特高压交流输电技术和特高压直流输电技术。一般特高压交流输电技术用于近距离的组网和电力输送,直流输电技术用来进行远距离、大规模的电力输送,两者在以后的电网发展中都扮演重要角色。本文对其中的特高压直流输电技术进行简要分析,其优点主要包括以下几个方面。 在直流输电的每极导线的绝缘水平和截面积与交流输电线路的每相导线相同的情况下,输电容量相同时直流输电所需的线路走廊只需交流输电所需线路走廊的2/3,在土地资源越来越紧张的今天,特高压直流输电线路可以节省线路走廊的优点显得更加突出。 在输送功率相同的情况下,直流输电的线路损耗只有交流输电的2/3,长久以往可以节约大量的能源;同时直流输电可以以大地为回路,只需要一根导线,而交流输电需要3根导线,在输电线路建设方面特高压直流输电电缆的投资要低很多。 交流输电网络互联时需要考虑两个电网之间的周期和相位,而直流输电不存在系统稳定性问题,相比交流输电网络,能简单有效地解决电网之间的联结问题。 长距离输电时,采用直流输电比交流输电更容易实现,如800kv的特高压直流输电距离最远可达2500km。 3特高压直流技术存在的不足 (1)直流输电换流站比交流变电所结构复杂、造价高、运行费用高,换流站造价比同等规模交流变电所要高出数倍。(2)为降低换流器运行时在交流侧和直流侧产生的一系列谐波,需在两侧需分别装设交流滤波器和直流滤波器,使得换电站的占地面积、造价和运行费用均大幅度提高。(3)直流断路器没有电流过零点可利用,灭弧问题难以解决。(4)由于直流电的静电吸附作用,使直流输电线路和换电站设备的污秽问题比交流输电严重,给外绝缘问题带来困难。 4特高压直流输电技术的应用分析 4.1拓扑结构 在近些年来,特高压直流输电的拓扑结构主要有多端直流和公用接地极两种,其中,多端直流是通过连接多个换流站来共同组成直流系统,在电压源换流器发展背景下,出现了混合型多端直流和极联式多端直流,前者是将合理分配同一极换流器组的位置,电源端与用户端都是分散分布。公用接地极是通过几个工程公用接地极的方式,来降低工程整体造价成本,提升接地极利用水平,提高工程经济效益、社会效益;但也存在接地电流容易过大、检修较为复杂等不足。 4.2换流技术 在特高压直流输电的换流技术方面,主要有电容换相直流输电技术和柔性直流输电技术两种,其中,电容换相直流输电技术是通过将换相电容器串接到直流换流器与换流变压器中,利用串联电容来对换流器无功消耗进行补偿,减少换流站的向设备,能够有效降低换相失

高压直流供电

高压(240V及以上)直流IDC机房供电方案 高压直流供电系统从提出到实施已有3到5年时间了,其优点在这就不再罗列,相信各位都有了解,比如节能、维护方便等,但也存在一些致命弱点,比如浮地输出绝缘问题、割接安全性问题等,下面我们主要讨论一下直流IDC机房供电方案。 目前IDC机房内服务器基本采用交流输入,主要由UPS通过如并机冗余n+1系统、串并联冗余、双总线、双回路等系统供电方式来提供可靠供电,但往往导致整个系统复杂多变,增加了维护难度和成本。而高频直流模块化开关电源已是成熟产品,供电模式简单、维护方便、成本低、效率高,但与-48伏系统又存在一定差别,主要是一、电压高,操作危险性大; 二、高压直流供电系统输出浮地,对线缆耐压和绝缘程度要求高;三、由于高压直流供电是对现有交流服务器不改造实施,供电安全性可靠性必须有充分认证后再实施,避免引起服务器自带AC-DC变换器高低压保护而停止服务。 至于供电方案仍以分散供电为主,我初步考验以下几种: 一、单系统双路由方式:(目前机房-48V传输供电方式) 该供电方式与目前机房-48V传输供电方式一样,由一套系统提供两路主、备高压 直流电源。 优点:1、采用一套高压直流系统,结构简单,成本低。 2、输出采用双回路,可靠性较高。 3、效率高,但系统负载率可达70%以上。 缺点:仍存在单点故障隐患。

二、双系统双路由供电方案:(类似UPS并机冗余n+1系统) 优点:采用两套系统,可靠性高。 缺点:1、投资大、结构复杂。 2、效率低,但系统负载率必须控制在40%以内。 三、不同系统双路由供电方案:

优点:采用两套不同系统,可靠性高。可在现有系统中实施改造,增加一套高压直流系统,对重要双电源输入服务器实施改造 缺点:1、投资大、结构复杂。 2、效率低,但系统负载率必须控制在40%以内。

高压直流输电线路继电保护技术综述 徐军

高压直流输电线路继电保护技术综述徐军 发表时间:2020-01-03T15:15:46.603Z 来源:《河南电力》2019年7期作者:徐军[导读] 近年来,随着我国信息化技术的快速发展,对各领域的发现起到了促进作用,扩大了对信息忽视技术的应用范围,使其在各领域的发展中,充分发挥出自身的重要作用。 (贵州送变电有限责任公司贵州贵阳 550002) 摘要:近年来,随着我国信息化技术的快速发展,对各领域的发现起到了促进作用,扩大了对信息忽视技术的应用范围,使其在各领域的发展中,充分发挥出自身的重要作用。而在人们日常生活中,信息化技术的发展,给人们的生活带创新出便捷的方式,同样,在高压直流输电的发展中,具有重要的地位。随着高压直流输电线路线工程项目的增多,加大了对继电的保护,结合实际情况,不断地创新保护技术水平,提升工程项目的整体质量,从而确保电力系统的稳定发展。 关键词:高压直流输电线路;继电保护;技术水平 为了能够满足各领域的用电需求,我国加大了对电力工程项目的建设力度,从高压直流输电保护原理的角度分析,其可靠性、保护性、灵敏度等存在着一些问题,尤其是对其故障的处理,不仅无法及时地发现所存在的故障问题,而且对故障问题的解决,需要花费大量的实践。对此后期保护工作,整体的保护速度比较慢,无法满足标准配置的发展要求。对此,需要加大对高压直流输电线路继电保护技术水平的研究,结合具体的问题分析,制定出完善的解决方案与措施,提高整体的可靠性与技术水平。 一、高压直流输电线路继电保护影响因素 (一)电容电流 高压直流输电线路,主要的要求就是大电容,大功率,再受到小波阻特点的影响,需要加强对组联电流的保护,才能够确保整体的效果与稳定性。那么对整个高压直流输电线路继电的保护,需要结合实际情况的综合分析,能够确保输电线整体的安全性与稳定性,对电容电流提出了更高的要求,需要采取相应的补偿策略[1]。 (二)过电压 高压直流输电线路会受到不同因素的影响,而引导不同的故障,而一旦高压直流输电线路发生了故障,会在电弧情况下不会熄灭,对其控制在可监控的范围内,才能够确保其不产生消弧现象。而对高压直流输电线路继电的保护,针对输电线两个的顶点开关,无法在第一时间切断,那么就不会产生反射行波,从而对高压直流输电继电保护产生一定的影响。 (三)电磁暂态过程 对高压直流输电线路的建设,其整个的距离都比较远,一旦其发生了故障问题,就会增加高频分量,对其故障的诊断、处理加大工作难度,无法准确地测量出电气误差值,最终对高频分量造成不利的影响。电磁暂态过程,会引发高压直流输电故障的同时,使电流互感处于饱和的状态下,最终引导安全事故[2]。 二、提高高压直流输电线路继电保护技术水平措施 (一)加强对行波的保护 高压直流输电线路故障问题比较多,对其故障的解决,还需结合实际情况的综合分析,如果是产生了反行波的故障问题,会对高压直流输电线路的稳定性、安全性造成一定的影响。对此,西药加强对行波的科学保护。一般情况下,针对高压直流输电线路行波的保护,有两种解决方案。一种是ABB方案,另一种是SIEMENS方案。ABB方案,是根据极波理论所提出的,能够帮助相关工作人员,及时、准确地检测出高压直流输电线路的反行波情况,结合实际情况的综合分析,采用科学合理的解决措。而SIEMENS方案,是以电压积分为原理所设计的一种方案。对高压直流输电线路继电的保护时间控制在16秒--20秒之间。把ABB方案与SIEMENS方案相比较,SIEMENS方案的起动时间比较长,但是干扰效果却比ABB方案的干扰效果更好[3]。为了能够更地加强对波保护质量的保护,对相关工作人员提出了更高的要求,结合梯度理论与数学滤波技术等综合分析,制定出科学合理的保护措施。 (二)针对微分电压的保护措施 微分电压的保护是高压直流输电线路继电保护中重要的组成部分之一,那么在实际分析的过程中,主要是对差动电压主保护、后备保护等特点的综合分析[4]。例如:在西门子公司内,就会采用ABB方案加强对其行波的保护,对所应用对象的简称,详细地掌握电压电平、电压差动。由于其所使用的是ABB方案,会对其上升的时间产生影响,使其后备保护无法发挥出自身的重要作用。但是对ABB方案上升时间的调整,至少可以解决20毫秒的时间问题。但是在实施的过程中,主要的弊端就是抗干扰的能力不强。 对微分电压的安全保护,对高压直流输电线路的可靠性有直接性的影响,提高其整体的灵敏度,但是其运行的速度要比行波保护低,以此形式的运行,无法确保其整体的电阻能力,那么就会使整体可靠性逐渐地降低,无法确保高压直流输电线路的运行效率与质量[5]。例如:对继电保护的整定值计算,会产生不同的故障问题,如果是低压问题,那么对此方法的应用,会使变压器高压侧系统电源持续加大;如果是对其负荷的保护,则需要根据极端反时限工作原理;如果是对限时电流的速断保护,那么就需要采用定时限工作原理等等。根据高压直流输电线路在运行中所产生的不同故障问题,结合实际情况的综合分析,采取合理的解决措施,不要对电缆阻抗影响因素的忽视,会对进线开关、变压器进线保护定值等产生一定的影响。具体如表1所示。

直流电源技术协议

×燃气 发电项目直流系统订货 技 术 协 议

一、总则 依据双方意向,×煤气发电项目直流电源设备、蓄电池(蓄电池技术要求见附件一)及附属设备订货事宜,经买卖双方友好协商,买受方同意出卖方承担该整套设备的制造供货、运输、卸货、指导安装调试及技术服务和培训事项。除合同有关条款外,经双方授权代表进一步协商及明确,对设备技术方面确定如下协议: ).本技术协议适用于发电工程×煤气发电项目直流电源设备及附属设备。对设备的功能、设计、结构、性能、安装和试验等方面提出技术要求。 )买受方在本技术协议提出了最低限度的技术要求,并未规定所有的技术要求和适用的标准,出卖方将提供满足本技术协议和标准要求的高质量产品及其服务。对国家有关安全、环保等强制性标准,均满足其要求。 ).出卖方将执行本技术协议所列标准及相应的国家和行业相关技术要求和适用的标准。有矛盾时,按较高标准执行。 ).合同签定后按本技术协议的要求,出卖方将提出设备的设计、制造、检验试验、装配、安装、调试、试运、试验、运行和维护等标准清单给买受方,由买受方确认。 气象、地质条件

、 应遵循的主要现行标准 直流系统成套装置采用的所有设备及备品备件的设计、制造、检查、试验及特性都应遵照最新版标准和中国国家标准(标准)及国家电力行业标准(标准)。主要标准如下:(但不仅限于此) 低压直流电源设备特性及安全要求 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定 -交流电气装置的接地设计规范 低压直流开关设备 继电器及继电器保护装置基本试验方法 所有标准都应是最新版本,如标准间出现矛盾时,则按最高标准执行或按双方商定的标准执行。 防护等级: 工程条件 直流系统电压: 直流系统接线:单母线分段接线 蓄电池型式:阀控式密封铅酸蓄电池 蓄电池容量:待设计院确定 交流电源电压:% 交流电源频率:% 充电及浮充电装置技术协议 2.4.1 基本技术参数 型式:高频开关电源

高压直流输电系统概述

高压直流输电系统概述 院系:电气工程学院 班级:1113班 学号:xxxxxxxxxxx 姓名:xxxxxxxxxx 专业:电工理论新技术

一、高压直流输电系统发展概况 高压直流输电作为一种新兴的输电方法,有很多优于交流输电地方,比如它可以实现不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的非同期联络,特别适合高电压、远距离、大容量输电,尤其适合大区电网间的互联,线路功耗小、对环境的危害小,线路故障时的自防护能力强等等。 1954年,世界上第一个基于汞弧阀的高压直输电系统在瑞典投入商业运行.随着电力系统的需求和电力电子技术的发展,高压直流输电技术取得了快速发展. 1972年,基于可控硅阀的新一代高压直流输电系统在加拿大伊尔河流域的背靠背直流工程中使用; 1979年,第一个基于微处理器控制技术的高压直流输电系统投入运行; 1984年,巴西伊泰普水电站建造了电压等级最高(±600 kV)的高压直流输电工程. 我国高压直流输电起步相对较晚,但近年来发展很快. 1987年底我国投运了自行建成的舟山100 kV海底电缆直流输电工程,随后葛洲坝-上海500 kV、1 200MW的大功率直流输电投运,大大促进了我国高压直流输电水平的提高. 2000年以后,我国又相继建成了天生桥-广州、三峡-常州、三峡-广州、贵州-广州等500 kV容量达3 000MW的直流输电工程.此外,海南与台湾等海岛与大陆的联网、各大区电网的互联等等,都给我国直流输电的发展开辟了动人的前景. 近年来,直流输电技术又获得了一次历史性的突破,即基于电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)技术和全控型电力电子功率器件,门极可关断晶闸管(GTO)及绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为基础的新一代高压直流输电技术已发展起来,也就是轻型直流输电(HVDC light)技术. 现有的直流输电主要是两端系统.随着直流断路器研制的进展和成功以及直流输电技术的进一步成熟完善,直流输电必将向着多端系统发展.同时许多其他科学技术领域的新成就将使输电技术的用途得到广泛的扩展.光纤与计算机技术的发展也使得直流输电系统的控制、调节与保护更趋完善,运行可靠性进一步提高;高温超导材料及其在强电方面的应用研究正方兴未艾,在直流下运行时,超导电缆无附加损耗,可节省制冷费用,因此在超导输电方面直流输电也很适宜. 一、高压直流输电系统构成 高压直流输电系统的结构按联络线大致可分为单极联络线、双极联络线、同极联络线三大类。 单极联络线的基本结构如图1所示,通常采用一根负极性的导线,由大地或海水提供回路,采用负极性的导线,是因为负极的电晕引起的无线电干扰和受雷击的几率比正极性导线小得多,但当功率反送时,导线的极性反转,则变为负极接地。由于它只需要一根联络线,故出于降低造价的目的,常采用这类系统,对电缆

高压直流输电技术

高压直流输电技术 学院(系):电气工程学院班级:1113班 学生姓名:高玲 学号:21113043 大连理工大学 Dalian University of Technology

摘要 本文综述了高压直流输电工程的应用领域及研究现状,并从稳态模型出发分析了其控制方式和运行原理,最后介绍了新型高压直流输电系统基本情况,达到了实际的研究意义。 关键词:高压直流输电;稳态模型;控制;新型

目录 摘要....................................................................................................................................II 1 高压直流输电发展概况 (1) 1.1 高压直流输电工程的应用现状 (1) 1.2 高压直流输电的发展趋势 (1) 1.3 高压直流输电的特点 (2) 2 高压直流输电系统控制与运行 (4) 2.1 概述 (4) 2.2 直流输电系统的控制特性 (5) 2.2.1 理想控制特性 (5) 2.2.2 实际控制特性 (6) 2.3 HVDC系统的基本控制 (7) 2.4 HVDC系统的附加控制 (10) 2.4.1 HVDC系统附加控制的原理 (10) 2.4.2 HVDC系统常见的附加控制 (10) 3 新型直流高压输电系统 (12) 3.1 概述 (12) 3.2 基本结构 (12) 参考文献 (13)

1 高压直流输电发展概况 1.1 高压直流输电工程的应用现状 直流输电起步于20世纪50年代,20世纪80年代随着晶闸管应用技术的成熟、可靠性的提高,直流输电得到大的发展。到目前为止,已建成高压直流输电项目60多项,其中以20世纪80年代为之最,占30项。表1.1列出世界上长距离高压直流输电项目,表1.2列出我国直流工程项目。 表2.1 世界上长距离高压直流输电项目 项目额定电压/kV 额定功率/万kW 输电距离/km 投运年份安装地点及供货商卡布拉-巴萨±533 192 1360 1978 莫桑比克2南非因加-沙巴±500 112 1700 1981 扎伊尔 纳尔逊河二期±500 200 940 1985 加拿大 I.P.P ±500 192 784 1986 美国 伊泰普一期±600 315 796 1986 巴西 伊泰普二期±600 315 796 1986 巴西 太平洋联络线±500 310 1361 1989 美国 魁北克多端±500 225 1500 1986/90/92 加拿大-美国 亨德-德里±500 150 814 1992 印度东南联接±500 200 1420 2002 印度 表2.2 我国已投运的高压直流工程项目 项目额定电压/kV 额定功率/万kW 输电距离/km 单极投运年份双极投运年份葛洲坝-上海±500 120 1052 1989 1990 天生桥-广州±500 180 960 2000 2001 三峡-常州±500 300 890 2003 2003 三峡-广州±500 300 956 2003 2004 贵州-广东1回±500 300 900 2004 2004 三峡右岸-上海±500 300 950 2007 2007 贵州-广东2回±500 300 900 2007 2007 1.2 高压直流输电的发展趋势 目前HVDC输电的换流阀仍然是由半控器件晶闸管组成,使用电网换相的相控换流(Phase Control Converter,PCC)技术,因此存在以下一些固有的缺陷:

100AH直流电源技术协议

直流电源框架技术协议工程名称 直流系统设备技术协议书 (共3套)

目录 1适用范围--------------------------------------------------------------3 2供方责任--------------------------------------------------------------3 3遵守标准、规范--------------------------------------------------------3 4使用条件--------------------------------------------------------------4 5技术要求--------------------------------------------------------------6 6铭牌和标记-----------------------------------------------------------11 7直流电源方案配置-----------------------------------------------------12 8备品备件及专用工具---------------------------------------------------15 9检验和试验-----------------------------------------------------------15 10质量保证及技术服务---------------------------------------------------16 11供方文件-------------------------------------------------------------17 12包装-----------------------------------------------------------------18 13运输-----------------------------------------------------------------19

高压直流电源技术的发展现状及应用通用版

安全管理编号:YTO-FS-PD451 高压直流电源技术的发展现状及应用 通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

高压直流电源技术的发展现状及应 用通用版 使用提示:本安全管理文件可用于在生产中,对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理,包含对生产、财物、环境的保护,最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。 1 高压直流电源的基本工作原理和应用 高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备,高压直流电源按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。高压直流电源已经广泛应用于各行各业,农业领域也有应用,例如农业环境静电除尘,静电喷雾杀虫,农业物料静电喷涂包裹,农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。随着农业科学技术的不断发展进步,农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多,对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求,现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要,研究和开发适合农业领域要求的多种新型直流高压电源已经成为一种客观需求,而且其社会效益和经济效益都比较显著,市场前景比较光明。

柔性直流输电技术概述

柔性直流输电技术概述 1柔性直流输电技术简介 柔性直流输电作为新一代直流输电技术,其在结构上与高压直流输电类似,仍是由换流站和直流输电线路(通常为直流电缆)构成。与基于相控换相技术的电流源换流器型高压直流输电不同,柔性直流输电中的换流器为电压源换流器(VSC),其最大的特点在于采用了可关断器件(通常为IGBT)和高频调制技术。详细地说,就是要通过调节换流器出口电压的幅值和与系统电压之间的功角差,可以独立地控制输出的有功功率和无功功率。这样,通过对两端换流站的控制,就可以实现两个交流网络之间有功功率的相互传送,同时两端换流站还可以独立调节各自所吸收或发出的无功功率,从而对所联的交流系统给予无功支撑。 2. 技术特点 柔性直流输电技术是采用可关断电压源型换流器和PWM技术进行直流输电,相当于在电网接入了一个阀门和电源,可以有效控制其通过的电能,隔离电网故障的扩散,还能根据电网需求,快速、灵活、可调地发出或者吸收一部分能量,从而优化电网潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化和可控性。它很适合应用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电、异步交流电网互联等领域。柔性直流输电除具有传统直流输电的技术优点外,还具备有功无功单独控制、可以黑启动对系统强度要求低、响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点,目前,大容量高电压柔性直流输电技术已具备工程应用条件,并且具有以下优点: (1)系统具有2个控制自由度,可同时调节有功功率和无功功率,当交流系统故障时,可提供有功功率的紧急支援,又可提供无功功率紧急支援,既能提高系统功角稳定性,还能提高系统电压稳定性; (2)系统在潮流反转时,直流电流方向反转而直流电压极性不变,这个特点有利于构

现代电力电子技术概述

现代电力电子技术学习报告 姓名:csu 学号: 专业:电气工程 班级:

目录 第一章现代电力电子技术的形成与发展 (1) 1.1 电力电子技术的定义 (1) 1.2 电力电子技术的历史 (1) 1.3 电力电子技术的发展 (2) 1.3.1 整流器时代 (2) 1.3.2 逆变器时代 (2) 1.3.3 变频器时代 (2) 1.3.4 现代电力时代 (3) 第二章现代电力电子计时研究的主要类容和控制技术 (4) 2.1 直流输电技术 (4) 2.2 灵活交流输电技术(FACTS) (4) 2.3 定制电力技术(DFACTS) (5) 2.4 高压变频技术 (5) 2.5 仿真分析与试验手段 (5) 第三章现在电力电子的应用领域 (6) 3.1 工业领域 (6) 3.2 交通运输 (6) 3.3 传统产业 (6) 3.4 家用电器 (7) 3.5 电力系统 (7) 第四章现代电力电子技术的发展趋势及其目前研究的热点问题 (8) 4.1 国内发展趋势 (8) 4.2 国外发展趋势 (8) 4.3 热点问题 (8)

第一章现代电力电子技术的形成与发展 1.1 电力电子技术的定义 电力电子技术,又称“功率电子学”(英文:Power Electronics),简称PE,是应用于电力领域,使用电力电子元件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术分为电力电子元件制造技术和变流技术。一般认为,1957年美国美国通用电气公司研制出第一个晶体管是电力电子技术诞生的标志。 1974年,美国的W. Newell提出:电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而行成。这一观点被全世界普遍接受。 1.2 电力电子技术的历史 随着1902年第一个整流器的问世,进而引入了功率电子学这个概念。原始整流器是一个内含液态汞的阴极放电管。这个汞蒸气型的整流器,可以将数千安培的交流电转换为直流电,其容忍电压也高达一万伏特以上。从1930年开始,这种原始的整流器开始匹配一个类似于通管技术的点阵式(或晶格结构)类比控制器,从而实现了直流电流的可控制性(引燃管,闸流管)。由于正向可通过的电压约为20伏特,进而乘于正向可通过的电流就产生了可观的电功率损失,由此而来的投资和运营成本等等也会相应的增加。因而这种整流器在现今的功率电子技术方面并不会得到广泛的应用。 随着半导体在整流方面的应用,第一个半导体整流器(硒和氧化亚铜整流器)被发明出来。 1957年,通用电气研发出第一种可控式功率型半导体,后来命名为晶闸管。之后进一步地研发出多种类型的可控式功率型半导体。这些半导体如今也在驱动技术方面得到广泛应用。

高压直流系统学习心得

高压直流设备深入学习心得体会 鉴于交流UPS供电的模式在通信系统中安全性、经济性等方面的问题越来越凸显,主要体现为能耗高、可靠性低、维护扩容难度大及建设成本大。另外由于转型业务、数据通信、各种增值业务平台在电信运营商的比重日趋增大,安全要求、节能要求与电源保障提出了空前高的要求,所以应运而生出现了使用高压直流设备替代传统交流UPS设备的设想及实践实例。 就现在的市场前景及需求,公司组织了一次公司研发的高压直流设备学习,在深入学习的情况下总结一下个人的学习心得体会,探讨一下自己对该类型设备的认知。 一、高压直流设备是什么 随着世界范围内通信行业的高速发展,数据业务的快速增加需求,传统的UPS供电系统的大量应用加剧了通信局站的供电压力,增大了安全隐患,也加大了设备维护工作量。而众所周知直流供电系统的可靠性要远高于UPS供电系统,那么我们能不能找到一种新的供电系统来取代UPS供电系统,消除人们的顾虑呢。因此也就促使产生了一种新型的高压直流供电系统。在国外从上世纪90年代末就已经开始研究,现在因各国的实际供电需求不一也造成此设备输出电压的不一致,譬如我国就采用的是标称为240V的高压直流设备。 高压直流设备系统与传统48V供电系统十分类似,高压直流设备是由多个并联冗余整流器和蓄电池组成的。在正常情况下,整流器将市电交流电源变换为270V、350V或420V 等直流电源,供给受电设备,同时给蓄电池充电。受电设备需要的其它电压等级的直流电源,采用DC/DC变换器变换得到。市电停电时,由蓄电池放电为受电设备供电;长时间市电停电时,由备用发电机组替代市电,提供交流输入电源。与传统的-48V直流电源系统的一样,蓄电池备用时间为1~24h。 二、较UPS的优势 1、能耗低 由于UPS中采用了逆变器,逆变频率为工频50Hz,必须采用工频变压器,所以功率因数低,效率低。正常情况下单机效率一般在60-70%。为保证IT设备用电的安全可靠性,目前通信用UPS电源系统,均配置在线式串联热备份或N+1并机冗余模式;最常见的配置为1+1并机冗余系统或2+1并机冗余系统,这就使得系统效率进一步降低,一般在40-50%,实际使用中业务的发展是一个渐进的过程,兼顾到建设周期和业务发展规划,使得平均使用

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