特高压直流输电系统换流站网络安全分析
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浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究摘要:从世界范围看,特高压输电技术将长期发展。
根据中国电网的发展趋势,特高压电网将由1000kV级交流输电系统和±800kV级直流系统组成。
根据特高压交流和直流2种输电方式不同的技术经济特性,比较分析了两者的适用场合,并对特高压输电线路的防雷保护、可靠性、稳定性、电磁环境、绝缘子选型和交直流配合等技术问题,分别展开比较。
关键词:特高压交流;特高压直流;防雷;可靠性;稳定性;电磁环境;绝缘子;交直流配合一、特高压输电特高压是世界上最先进的输电技术。
交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压。
国际上,高压(HV)通常指35-220kV电压。
超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压。
特高压(UHV)定义为1000kV及以上电压。
而对于直流输电而言,高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压,±800kV(±750kV)以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。
二、我国特高压直流输电技术1、特高压直流输电现状:20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程,输送距离为2400km,电压等级为±750kV,输电容量为 6GW;巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术,第一期工程已于 1984 年完成,1990 年竣工,运行正常; 1988到1994 年为了开发亚马逊河的水力资源,巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作,后因工程停止而终止了研究工作。
2、特高压直流输电技术的特点及适用范围:特高压直流输电工程由于输送容量大,电压等级进入特高压范畴,换流站和线路工程在电磁环境影响、绝缘配合、外绝缘特性、无功补偿配置、换流阀组、直流场接线以及总平面布置等方面均有其自身特点,技术难度大,也是可行性研究阶段的主要技术内容,需要结合工程的自然地理环境和两端电网情况进行深入的研究和论证,初步确定其主要技术原则和方案。
特高压直流输电控制与保护技术的探讨摘要:随着特高压大电网、交直流并网等领域的不断发展,直流输电技术在实际工程中得到了越来越多的应用。
本文主要基于对直流输电技术和换流技术的深入研究,并结合±800 kV特高压直流输电工程,对其分层冗余结构、控制和保护技术进行了较为系统的阐述,以期更好地确保特高压大电网及交直流并网安全稳定运行提供良好技术支撑。
关键词:特高压;直流输电工程;换流技术;控制和保护技术引言在我国电网发展中,特高压直流输电起着举足轻重的作用。
其中,控制与保护是其中的关键,其能保证传输电源的正常运行,并能有效地保证传输电源的安全。
±800 kV特高压直流每极均采用串联、母线区连接方式,各电极工作方式灵活、完整,这对保证其工作性能将能够发挥良好的辅助作用。
1 直流输电简介1.1 直流输电系统当前直流输电系统通常采用两端直流传输的方式,包括整流站、直流线路和逆变站。
1.2 换流技术换流站的关键部件为换流器,它包括一个或几个换流器,其电路都是三相换流桥,主要材料为晶闸阀。
其基本工作原理是:通过对桥式阀门的触发时间进行控制,从而实现对直流电压瞬时值、电阻上直流电流、直流传输功率的调整。
同时,对各个桥式阀门的晶闸管单元进行同一触发脉冲控制。
2 特高压直流输电的特点特高压直流输电的特点具体包括:①增加传送能力,增加传送距离。
②节约了线路走廊和变电所的空间。
③有利于联网,简化网络结构,降低故障率。
3 直流输电控制系统分层冗余结构UHVDC是指超过600 kV的直流输电系统,它的控制和保护系统是分层、分布式、全冗余的。
本文以±800 kV特高压直流工程为例,将其按控制等级划分为三个层次:运行人员控制层、过程控制层和现场控制层。
4 为满足特高压交直流系统动态性能要求的控制技术4.1 降低和避免直流对交流系统的不良影响由于换流技术的机制存在着两个主要的问题:谐波和无功。
传统的方法是,安装合适的容量和数量的直流滤波器/电容,并采用多脉动式变流器。
分析特高压换流站标准化运维管理摘要:本文针对特高压换流站标准化运维管理工作进行了一系列分析,提出了运维管理工作的具体实施方法,同时对标准运维管理工作的实施效果进行了阐述,有效保证特高压换流站的标准化安全化以及高质量运行和工作。
关键词:特高压换流站;标准化;运维管理当前,特高压电网在我国供电系统当中扮演着非常重要的角色,特高压直流电网的建设周期相较短,投资规模和输电容量相对较大。
在最近几年的发展过程中,特高压直流工程的建设速度不断加快,我国在很多地区陆续建成了多个特高压换流站,特高压化油站内部所使用的电力设备数量较多、种类比较复杂,并且用到了各种尖端技术,各种设备之间的工作差异性相对较小,运维工作表现出较强的重复性,在同质化程度上相对较高。
但是因为现场的运维工作标准没有统一,运维工作人员的综合素质也有着一定的差异,进而造成了各站之间的管理精细化程度以及安全稳定性不足,直接影响到了特高压换流站的标准化工作和运行。
因此,必须要建立起一套特高压换流站的标准化运维管理工作模式,保证供电工作的顺利开展。
1.特高压换流站标准化运维管理主要内容1.1标准化运维管理标准体系建设有效围绕特高压化油站现场运维工作的重要工作环节,需要对设备进行巡视、倒闸操作、消缺检修以及带电检测等对各项业务流程进行全面处理,做好各项安全管理、运行管理以及设备管理工作,有效保证特高压换流站标准化运维和管理工作。
在具体的管理工作中,必须要依照统一的业务管理工作模式,统一人员岗位设置,同时开展特高压换流站的相关运维管理工作,有效做好各项工作标准体系建设工作,实现整个管理体系的全面覆盖。
在高压换流站内部需要对各项安全配置加以完善,工作现场需要建立起统一的管理规范标准,对室内外的环境进行合理优化,提高标准化运维管理工作质量。
1.2执行体系建设在特高压换流站的标准化运维管理工作中,可以对一些先进的信息化技术和智能化控制手段加以合理使用,建立起统一的管理工作标准,要求相关技术工作人员,必须要对标准化管理工作中的相关流程以及注意要点加以重视。
新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术摘要:双碳背景下,大规模新能源通过电力电子变换器接入电网,将面临诸多挑战。
在送端电网,千万千瓦级新能源基地数以万计纯电力电子变流器组网的运行特性和稳定机理不明确,新能源发电基地与直流输电系统优化配置和协调稳定控制难度较大;在受端电网,中国已经形成的多直流复杂电网在不断增加接纳直流输电容量的同时,将进一步叠加高比例新能源电力,现有的直流输电控制保护技术和多直流电网安全运行控制技术难以支撑电网安全稳定运行;在环境条件方面,超高海拔、高地震烈度、高宇宙射线和高盐雾等苛刻环境条件将对直流输电装备和基础材料提出更高要求。
基于此,本篇文章对新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术进行研究,以供参考。
关键词:电力系统;特高压直流输电;SLCC换流技术引言上世纪末至今,中国直流输电事业飞速发展,从技术落后到技术引领,成为世界上建设直流工程数量最多、电压等级最高(1100kV)、技术种类最多的直流输电国家。
直流输电是我国能源的骨干运输通道,在能源输送方面将发挥着不可替代的作用。
针对大规模清洁能源并网、传输、消纳等问题,直流输电将是进一步提升清洁能源利用率、充分满足未来电力需求、助力新型电力系统建设的必要手段。
新型电力系统的构建离不开直流输电,同时也将对直流输电的发展产生深远影响。
我国电力系统跨省跨区输电通道建设加快。
新型电力系统能有力推动直流送端风光火储一体化发展,通过采取增加火电调峰深度、配置储能、优化直流曲线等综合措施,提升输电通道清洁电量占比。
我国电力系统输电通道清洁能源比例提升。
1特高压直流输电技术概述通过进一步研究高压直流输电技术,确保国家能源资源的合理开发和利用,解决自然资源和能源分配不均的问题,现在可以进行高压直流输电,即800kV以上的电压直流输电的工作原理是:在用电流变换器改造交流电源之前对其进行改造,强调运输过程中的稳定性和安全性,应用该技术可以节省设备的地面空间,减少交通损失,满足中国各地区每年日益增长的用电需求。
特高压直流输电技术及其应用一、概述特高压直流输电技术是一种高效能、低损耗、远距离长输、抗干扰能力强且可靠性高的电力输电技术。
特高压直流输电技术的应用不仅可以改善电网的无功角,提高稳定性,而且还可以优化电网的结构布局,提高电能利用率。
二、技术原理特高压直流输电技术是利用电力电子器件对交流电进行整流、变换、滤波处理后,形成直流电,再通过输电线路对直流电进行传输的一项新技术。
特高压直流输电系统主要由换流站、高压直流输电线路和终端换流站等组成。
电源通过换流站的交流侧接入,变为直流电后经过高压直流输电线路输送到接收站,再通过终端换流站变为交流电接入电网。
三、优点1. 低损耗:采用直流输电可避免交流输电过程中会产生的电抗、电流互感等损失。
2. 远距离高效能输电:直流输电线路作为可替代交流输电的新型电网架构,其输送长度远高于交流输电,可在远距离长距离输送电力。
3. 抗干扰能力强:特高压直流输电技术在功率变化、相位跳跃、短时间过载、负载波动以及输电线路受到外来干扰等情况下仍能保证良好的电能传输和供应。
4. 可靠性高:通过对换流站、输电线路、终端换流站等设备进行可靠性设计,并采取智能化技术,可确保特高压直流输电系统的稳定性和安全性。
四、应用1. 遥远地区电力输送:特高压直流输电技术能够长距离超远距离输送电力,为遥远地区的电力需求提供解决方案,并充分利用负载率,实现对电力资源的优化利用。
2. 解决电网瓶颈问题:特高压直流输电技术具有抗干扰能力强和输电长度远的特点,可以有效解决传统交流输电在电网瓶颈问题上的限制。
3. 可再生能源输送:随着可再生能源发电技术的不断发展,特高压直流输电技术可以用于传输风力发电、太阳能发电等可再生能源的电力。
4. 铝、铜资源集中地输电:利用特高压直流输电技术,可以将铝、铜等原材料在世界范围内集中输电,进一步实现资源优化布局。
五、发展前景特高压直流输电技术是未来电力送输的主要方向。
作为一项领先的电力技术,其优越的性能和可靠性,将推动电力输送的新型模式。
高压直流输电系统故障分析及其保护方案摘要:因为高压直流输电系统承载的电流容量高、功率易调整、电网连接便利,适合应用在较远距离的电能输送、城市商业区电缆供电等。
但是,根据现阶段高压直流输电系统看,故障问题仍然存在,对社会经济发展与人们生命安全构成威胁。
因此,做好输电系统保护成为重要研究课题。
鉴于此,笔者结合实践研究,就高压直流输电系统故障分析与保护方案进行简要分析。
关键词:高压直流输电系统;故障分析;保护方案社会经济的进步、企业经济效益的提高,高压直流输电系统发挥了重要作用,因为其特点优势也得到广泛推广与应用。
不过,怎样保证高压直流输电系统运行稳定和安全性也得到了重视。
一、高压直流输电系统发展高压直流输电和交流输电技术对比,前者有着较强的稳定性,安全性、调节迅速,在较远距离大容量输电和电网连接中得到了广泛应用。
根据当前电网建设发展状态分析,我国中部与东部沿海区域电力使用达到84%;水能资源多在西部、西南区域,导致中部、东部沿海城市大容量电力输送困难。
此外,城市电网建设存在动态无功问题、短路电流较高、电网运行安全性等成为所关注的问题;而通过高压直流输电系统可以有效处理该问题。
当前,国内特高压输电技术有待进一步完善,加之直流输电操控性强,在隔离故障上效果显著,运行管理方便;通过直流输电能够有效处理电网管理不足,确保电网系统之间不受影响,确保稳定性。
高压直流输电的推广应用,其内换流器经济投入少、换流站使用率高,今后发展空间较大。
二、直流输电故障问题现状笔者以某城市电网直流输电为例,该电网为城市最大电网但仍然存在不足。
500千伏电网是该城市电网电力吞吐的主网架,其安全水平较低,供电稳定性与水平无法达到标准要求,无功功率降低。
针对这一问题,选择将直流输电系统安装在500千伏城市环网和市外受电通道中,系统两端交流电网短路容量无法传输,保证500千伏电网输送顺利。
220千伏电网作为该城市电网的主体供电网络,供电效果差、无功电源容量低;经过系统研究和分析,选择把柔性直流输电系统安装在220千伏分区电网的主要联络通道中,提升了电网供电水平,效果显著。
直流输电换流器比较及分析HVDC直流工程换流器比较及分析高压直流(HVDC)输电以其在长距离大容量输电、海底电缆输电和非同步联网等领域的独特优势而得到了广泛应用。
换流器是高压直流输电的核心设备,它是影响HVDC系统性能、运行方式、设备成本以及运行损耗等的关键因素。
一、换流器概述换流器是实现交直流电相互转换的设备,当其工作在整流(或逆变)状态时,又称为整流器(或逆变器)换流器容量巨大、可控性强,对可靠性的要求很高。
传统晶闸管换流器容量很大,但投资大、谐波严重。
电压源换流器能弥补传统晶闸管换流器的部分缺点,其发展十分迅速。
较典型换流器有传统晶闸管换流器、每极2组12脉动换流器、电容换相换流器以及电压源换流器等。
长距离大容量高压直流输电仍然适合采用传统晶闸管换流器;电压源换流器在HVDC中有广泛的应用前景,是未来高压直流输电技术的重要发展方向。
二、换流器的分类换流器以实现功率变换的关键器件划分,可分为晶闸管换流器和全控器件换流器。
前者指由半控器件晶闸管组成的换流器,后者指由全控器件(又称自关断器件,如IGBT、IGCT)组成的换流器;以换流方式划分,换流器分为电网换相换流器(LCC)和器件换相换流器(DCC)。
前者采用晶闸管器件,由电网提供换相电压而完成换相,后者由全控器件组成,通过器件的自关断特性完成换相;根据换流器直流侧特性划分,换流器又分为电流源换流器(CSC)和电压源换流器(VSC)。
电流源换流器的直流侧通过串联大电感而近似维持直流电流恒定,电压源换流器的直流侧通过并联大电容而保持直流电压近似不变。
电压源换流器依据其拓扑结构进一步分为两电平和模块化多电平换流器(MMC)等结构。
针对晶闸管换流器,还可根据换流器基本单元结构的不同而分为三种:每极1组12脉动换流器(简称12脉动换流器),每极2组12脉动换流器串联式换流器和每极2组12脉动换流器并联式换流器。
其中,12脉动换流器是常规高压直流输电的典型换流器,每极2组12脉动换流器则适用于特高压直流(HVDC)输电。
特高压楚穗直流输电系统中站用变失灵动作与断路器保护配合分析摘要:本文介绍了特高压楚穗直流输电系统中站用电系统失灵保护逻辑及其与换流站交流系统断路器保护的配合,通过对站用变失灵动作出口回路与断路器保护动作二次回路的解读,分析其动作出口后果的合理性及配合的严密性,对站用变失灵保护的可靠性进行重点研究。
关键词:站用变;失灵保护;断路器保护1 概述在特高压直流输电系统中,由于其输电距离长,传输容量大,电压等级高,运行方式比交流系统更复杂,一旦站用电系统发生故障,将会对全网造成巨大影响[1]。
因此,在特高压直流输电系统中,对站用电系统的保护特别是失灵保护的可靠性是极为重要的,本文将对楚穗直流中换流站站用变失灵动作与其相关的断路器保护配合的逻辑和可靠性进行分析。
2 站用电保护主要配置2.1站用变保护失灵逻辑站用变保护失灵动作应满足以下三个条件之一:1.有外部保护跳闸开入同时满足失灵高电流动作;2.有发变三跳开入同时满足低功率因素过流或负序电流满足或零序电流满足,其中负序电流满足与零序电流满足两个功能可以通过压板进行投退;3.有一相或多相断路器跳闸开入同时有对应相失灵高电流动作。
其中发、变三跳起动失灵的低功率辅助判据必须同时满足过流及低功率因素两个条件,其过流值及低功率因素值根据不同厂家保护装置自行设置[2]。
2.2 站用变保护启动边开关失灵当站用变保护动作时,一路通过1LP19压板出口跳开边开关(5053),另一路通过1LP25压板启动开关失灵保护。
如图1所示,THDL-7接点闭合时,发变三跳所在回路导通,装置发发变三跳,TJA接点闭合,由3LP19、3LP23压板出口,边开关保护屏操作箱中TJR继电器励磁,其接点闭合,瞬时重跳一次5053开关。
图1 站用变保护启动边开关失灵若满足以下条件:a.发、变三跳;b.低功率因数满足(功率因数角 < 60°且I > 0.1A)、或负序过流(I2 > 0.1A)、或零序过流(I0 > 0.1A),则启动开关失灵保护。
特高压直流输电技术的分析与探究摘要:二十一世纪以来,特高压直流输电在电力系统中一直扮演着重要的角色,在工业上有着广泛的应用,输电技术可以在一定程度上决定输电效率的高低,直接关系到电力企业的经济效益。
本文分析了特高压直流输电技术,对其应用进行探讨,以提高特高压直流输电技术的应用水平。
关键词:特高压;直流输电技术;应用引言目前,世界上主要的技术和电气设备转让国已经在利用它们来有效地解决诸如远离电网等问题。
直流电传动原理是,先通过变流机整流,然后倒置,最后再送入交流网。
与交流输电技术相比,直流输电有以下优点:设备面积经济,传输损耗减少,传输方式具有一定弹性。
因此,目前全世界的电力系统已被大规模用于传输直流电,目前正在对主要的高压直流输电技术进行研究,分析未来的趋势,总结设备的使用经验,为了确保我国的高压直流电传输技术不具有创新性和完善性,保证国民经济持续的质量发展。
1.建设特高压直流输电工程的意义随着经济的迅速增长,全世界的能源消费正在增加。
所有这些发达国家都有能力通过提供高功率、高电压和长距离的电力满足其能源需求。
虽然我国的电力供应远远低于对电力的需求,但我国的电力供应不足直接影响到我国经济的迅速发展。
我国的国情要求在今后长期发展基础设施和基本工业。
这需要强大的能量为经济的快速发展提供持久的支持。
在高压直流输电技术中,容量大、传输距离大的优势在于便捷的灵活的管理方式。
这种传输方式对于远距离发电和换料是必不可少的。
在输电过程中,交流电变为直流电,通过高压线转换为最终集成到网络中的下一个过渡站。
与交流输电相比,高压直流输电比较有弹性输电方式,损耗低,传输走廊的小业务和高度的控制。
此外,高压直流传输法还提供了可靠、可靠和稳定的网络运行。
正是由于高压直流传输的好处,世界各国不断研究、运用和发展这一过程。
2.特高压直流输电技术特点在直流输电中,电压电平与交流输电并不完全相同。
特高压直流输电指600kV 以上的电压,其规格包括以下几个方面。
新型电力系统中的特高压直流输电slcc换流技术特高压直流输电(Ultra High Voltage Direct Current Transmission,简称UHVDC)是一种新型的电力传输技术。
UHVDC系统的核心是换流技术,而SLCC(Static Local Current Controller)则是UHVDC系统中的一种主要换流技术。
SLCC是通过控制线路上的换流阀来实现直流电能的传输和变换的技术。
在UHVDC系统中,直流电能是通过换流站的方式进行传输的,而SLCC则是由换流站上的静止开关器件组成的。
它通过对换流电路上的电压和电流的控制,将电能从高压端传输到低压端,或者从低压端传输到高压端。
相较于传统的交流输电系统,UHVDC系统具有更高的输电能力和更远的传输距离。
它能够有效地解决长距离输电中的线损问题,同时减少电网对电力供应的依赖性。
而SLCC作为UHVDC系统中的一项关键技术,能够实现高效、稳定的直流电能传输,为电力系统的安全运行提供了技术保障。
SLCC通过控制换流电路上的开关器件,实现对直流电能的调节和控制。
它能够实时监测电流和电压的变化,并通过控制开关管的通断状态来控制电能的传输。
通过这种方式,SLCC能够保持直流电流的稳定性,减少能量损耗,提高输电效率。
SLCC还具有较强的自适应控制能力。
它能够根据电网负荷的变化,自动调整开关管的控制策略,以实现电力系统的平衡运行。
SLCC还具备防止电网故障扩散和保护电力设备的功能。
当电网发生故障时,SLCC能够及时切断故障区域,保护电力设备免受损害,确保电能的正常传输。
SLCC技术在应用中仍然存在一些挑战。
首先,由于系统的复杂性和高压高温环境的影响,SLCC设备的稳定性和可靠性需要得到充分保证。
其次,应用SLCC技术需要大量的控制与保护措施,这对系统的安全运行提出了更高的要求。
此外,随着电力系统的发展,SLCC技术也需要不断地进行改进和优化,以适应电力系统的发展需求。
分析高压换流站的电磁干扰问题华北电力大学电气0713班蒋智宇摘要:随着高压、超高压直流输电的广泛应用,换流站也快速增加,由于换流站(包括整流站和逆变站) 的特殊性,产生的各种电磁干扰问题与常规变电站也不尽相同。
本文详细讨论了换流站电磁干扰的产生、传输方式及电磁干扰的危害,提出了换流站防止电磁干扰的具体措施。
关键词:换流站电磁干扰屏蔽滤波接地一、问题的提出换流站包括整流站和逆变站,设备复杂。
特别是高压及超高压换流站存在和应用大量电气、电子设备,形成了错综复杂的电磁环境。
如何使换流站内的电气设备不受外来干扰的影响,也不对所处环境和其他设备造成干扰,即保证电气设备在复杂的电磁环境中能够正常工作,同时又减少电气设备自身对环境产生的电磁污染,如何采取具体有效的抗干扰措施,是必须解决的课题。
二、电磁干扰的产生及危害电磁干扰源可分为自然干扰与人为干扰源。
自然干扰源如雷电、宇宙辐射、太阳黑子的干扰等;人为干扰源如变配电设备、换流设备、变频设备、架空输电线、无线电发射台等。
各种干扰源容易对周围的其他电气、电子设备形成电磁干扰,引发故障或者影响信号的传输。
另外,过度的电磁干扰会形成电磁污染,危害人们的身体健康,破坏生态平衡。
换流站的电磁干扰主要来自高压设备操作、换流阀的操作、低压交直流回路内电气设备的操作、雷电引起的浪涌电压、电气设备周围的静电场、电磁波辐射和输电线路或设备短路故障所引起的瞬变过程等。
1、自然干扰源雷电干扰是最严重的。
雷电流经避雷器入地,使得地网上的电位分布极不均匀,同时引起地电位升高,这会使得对屏蔽层接在地网上的弱电系统电缆产生干扰。
一部分幅值较低的雷电流进入开关站后,将在弱电系统电缆上产生感应分量,或直接经过各电压等级的避雷器进入弱电系统的电源系统。
另外,雷击换流站附近物体,也将在弱电系统电缆上产生感应干扰。
使得弱电设备无法正常工作。
对于信息系统电子设备来说,可能使设备停止工作,造成巨大的经济损失。
800kv特高压直流输电换流阀关键技术及应用800kV特高压直流输电换流阀关键技术及应用包括以下几个方面:
1. 特高频PD信号传感技术:这种技术能够创新地实现特高频传感器展频的附加阻抗匹配网络、多层屏蔽谐振、非中心点馈电以及复合结构等关键技术。
这种技术在强电磁环境下可以采集微弱的PD信号,具有超宽频带特性,检测频带范围非常广,中心频率在500MHz至1GHz内可选,并可调节多频谐振点的相对位置以形成抑制窄带干扰频段的阻带。
2. 电磁兼容技术:这种技术主要应用于控制和消除电磁干扰,确保换流阀在复杂的电磁环境中稳定运行。
电磁兼容技术包括控制换流阀的电磁辐射、传导和敏感度,以及抑制电网过电压和雷电冲击等。
3. 阀冷却技术:这种技术主要应用于确保换流阀在高温环境下长期稳定运行。
阀冷却技术包括采用液冷和风冷等多种方式,对换流阀进行散热和降温,同时考虑环保和节能的要求。
4. 监控与保护技术:这种技术主要应用于实时监测换流阀的运行状态,预防潜在的故障。
监控与保护技术包括采用传感器、信号处理和模式识别等技术,对换流阀的电气和机械性能进行实时监测和预警,以及在必要时采取保护措施。
总之,800kV特高压直流输电换流阀关键技术及应用是多学科交叉的领域,涉及电气工程、机械工程、电子工程等多个学科。
这些技术的应用可以提高特高压直流输电的稳定性和可靠性,降低运行成本和维护成本,为电力行业的发展做出贡献。
浅述高压直流输电系统故障和保护摘要:随着高压特高压电网在我国的开展,直流输电技术在实际工程逐渐得到广泛应用。
本文叙述了高压直流输电系统各种故障,包括换流器故障(阀体或与其相关的设备故障、逆变失败和换流器内部短路)、各种情况下的换相失败和外部(交流系统和直流输电线路)故障等以及向对应的保护措施(过电流保护),并提出了直流输电工程中存在的问题和解决方案。
关键词:直流输电换流器故障过电流保护通过所学的电力系统继电保护和高压直流输电所知,在交流系统中,我们用继电保护和断路器来检测和消除故障,直流输电系统的换流站与交流系统相连,因此基本保护思想与交流系统有着密切联系。
同时,直流输电系统本身固有的特性也决定了保护思想与传统保护思想有所不同。
主要特征有:直流断路器的限制,直流输电系统换流器控制速度和换流装置的顺序连接等。
因此直流系统中发生的故障常常是通过对换流器的控制来消除的,有些故障可以通过自身的调节功能来恢复。
一、换流站可能经受的基本故障类型在直流输电的实际工程中,直流控制系统是保护的重要组成部分,系统装置误动,换相失败,由雷电或污秽引起的绝缘失效等都将引起换流站故障和扰动。
结合换流站的过电流和过电压两个主保护功能,分析换流站可能经受的基本故障类型有:1、换流器故障换流器故障类型可以粗略分为三种:a、阀体或与其相关联的设备的故障。
对于晶闸管阀体,主要故障类型包括:为触发和误触发两种。
b、逆变失败。
该故障是逆变器最常见的故障类型,而且该故障通常有其他内部或外部故障引起。
c、换流器内部短路。
未触发指的是根据导通顺序某一阀体应该被触发而未被触发的故障;而误触发指的是根据导通顺序某一阀体不应被触发而被触发。
如果阀体触发故障发生在逆变电路,则其影响要大于整流电路。
但如果在整流电路中。
阀体触发故障反复出现,则可能引起直流输电系统的电压和电流崩溃。
逆变失败是指在逆变电路中,应该关断的阀体没有及时完全关断,从而导致应该开通的阀体不能及时承载系统电流所引起的故障。
高压直流输电技术的研究现状在当今全球能源格局和电力需求不断变化的背景下,高压直流输电技术作为一种高效、可靠的电力传输方式,正经历着快速的发展和广泛的应用。
高压直流输电技术能够实现远距离、大容量的电力输送,对于优化能源资源配置、促进区域经济协调发展具有重要意义。
高压直流输电技术的基本原理是通过换流器将交流电转换为直流电进行传输,在接收端再通过换流器将直流电转换为交流电。
与传统的交流输电技术相比,高压直流输电具有许多显著的优势。
首先,在远距离输电方面,高压直流输电的线路损耗相对较低。
由于直流电没有电感和电容的影响,电流在导线中的分布更加均匀,从而减少了能量的损失。
这使得高压直流输电在跨越数千公里的输电距离时,仍然能够保持较高的输电效率。
其次,高压直流输电能够实现不同频率交流电网的互联。
在一些地区,由于历史原因或特殊需求,存在着不同频率的交流电网。
通过高压直流输电技术,可以将这些电网有效地连接起来,实现电力的互补和优化调配。
再者,高压直流输电对于提高电网的稳定性和可靠性也发挥着重要作用。
在交流电网中,故障容易迅速传播和扩散,而直流输电系统可以通过控制策略快速隔离故障,减少对整个电网的影响。
在高压直流输电技术的发展过程中,换流器技术的不断进步是关键之一。
早期的汞弧阀换流器由于存在诸多缺点,已经被淘汰。
目前,主流的换流器技术包括基于晶闸管的相控换流器(LCC)和基于全控型电力电子器件的电压源换流器(VSC)。
LCC 技术相对成熟,具有大容量、高效率的特点,但存在换相失败的风险,且对无功功率的需求较大。
VSC 技术则具有能够独立控制有功和无功功率、不存在换相失败问题、能够向无源网络供电等优点。
然而,VSC 技术在容量和成本方面目前还存在一定的局限性。
为了提高高压直流输电系统的性能,直流输电线路的设计和绝缘技术也在不断改进。
新型的架空输电线路和电缆技术能够降低线路的电阻和电晕损耗,提高输电容量和可靠性。
同时,对于直流线路的绝缘配合和防雷保护等方面的研究也在不断深入,以确保输电线路在复杂环境下的安全稳定运行。
浅谈特高压直流输电对系统安全稳定的影响摘要:特高压直流输电系统能够将大容量的电进行远距离的输送,对我国能源流动有着至关重要的作用。
随着我国科学技术的进步,特高压直流输电的技术和设备也在不断更新发展。
为解决输送过程中的诸多安全问题,本文就特高压直流输电对系统安全稳定的影响进行探究,首先对特高压直流输电对系统的影响因素进行分析,然后分析特高压直流输电对系统影响的实例,从而促进特高压直流输电技术水平的提升。
关键词:特高压;直流输电;互联系统引言:特高压直流输电系统不仅具有大容量和远距离的输电能力,而且调节灵活、功能损耗低,因此受到社会的广泛关注。
我国现阶段已经有大批特高压直流输电工程处于投产运行的状态,为社会的正常运行作出巨大的贡献。
特高压直流输电系统的应用虽然带来诸多正面的影响,但是为电力系统的安全稳定也带来新的挑战。
在此背景下,探究特高压直流输电对系统安全稳定的影响是很有必要的。
一、特高压直流输电对系统安全稳定的影响(一)对静态电压稳定性的影响特高压直流输电在输电过程中会经过直流系统换流站,在换流站会消耗较大的无功功率,这些被消耗的无功功率大约占有功功率的40%到60%。
由于特高压直流输电对无功功率有较大的需求量,因此一旦系统运行不稳定,就会使电力系统中无功功率的平衡性遭到破坏,从而使整个系统的安全稳定受到威胁。
另外,特高压直流输电的电容量较大,一旦遇到限额运行的情况,就会使交流输电线发生过载现象,这就会导致交流电网电压值的稳定受到影响。
在这种情况下,如果交流电网中的无功功率无法保持平衡,就会严重影响到系统的安全稳定。
(二)对电网输电能力的影响可用输电能力是由北美电力可靠性委员会提出的一想电力指标,主要用于衡量电网在安全运行的基础上可以输送的最大电量。
特高压直流输电在传输电力的过程中会同时将其中的大容量功率进行传输,如果遇到限额运行的情况时,特高压直流输电系统中的大量功率就会在交流输电线中发生转移,不停地变换输电通道。
我国发展特高压直流输电中一些问题的探讨一、本文概述随着我国电力需求的持续增长和能源结构的优化调整,特高压直流输电技术在我国电力系统中的地位日益凸显。
特高压直流输电以其输电容量大、输电距离远、线路走廊占地少、调节速度快等独特优势,在跨区电网互联、大型能源基地电力外送、远距离大容量输电等方面发挥着不可替代的作用。
然而,在我国特高压直流输电技术的发展过程中,也面临着一些问题和挑战,如设备研发与制造、系统运行与控制、环境保护与土地利用、经济效益与社会影响等。
本文旨在探讨我国发展特高压直流输电中遇到的一些问题,分析其原因,并提出相应的解决方案和建议,以期为我国特高压直流输电技术的可持续发展提供有益的参考。
二、特高压直流输电技术概述特高压直流输电(UHVDC)技术,作为当今电力输送领域的尖端科技,指的是使用电压等级在±800kV及以上的直流输电技术。
该技术以其输电容量大、输电距离远、线路走廊占地少、调节速度快、运行灵活等诸多优势,在全球能源互联网构建和我国大规模能源基地电力外送中发挥着不可或缺的作用。
特高压直流输电技术的基本原理是利用换流站将交流电转换为直流电进行输送,到达接收端后再通过换流站将直流电转换回交流电。
这种转换过程有效减少了输电过程中的能量损耗,提高了输电效率。
特高压直流输电还具有独立的调节能力,可以快速响应系统的功率变化,提高电力系统的稳定性。
在我国,特高压直流输电技术的发展和应用已经取得了显著成果。
多个特高压直流输电工程已经建成投运,形成了大规模的电力外送通道,有力支撑了我国能源结构的优化和清洁能源的大规模开发利用。
特高压直流输电技术的发展也带动了相关设备制造、施工安装、运行维护等产业链的发展,为我国电力工业的进步做出了重要贡献。
然而,特高压直流输电技术的发展也面临一些挑战和问题。
例如,特高压直流输电系统的运行和控制技术复杂,对设备性能和运行维护水平要求极高。
特高压直流输电工程的建设和运营需要大量的资金投入,对电力企业的经济实力和风险管理能力提出了更高要求。
特高压直流输电技术的分析与探究摘要:特高压直流输电技术较传统输电技术有很大优势,可实现较远距离的电力传输,并且能有效解决成本。
其技术的稳定性和资源的节约性可以为电力企业带来更多效益。
但就目前情况来看,特高压直流输电技术应用中还仍然存在着一些问题有待解决,因此需要电力企业相关从业人员对其进行全方位的分析,并提出合理的对策进行解决,进而保障电力的可持续运输,提高群众的用电质量和用电安全。
关键词:特高压;直流输电技术;技术分析1高压直流输电的意义人类生产出直流电的时间远早于交流电,因此直流电是人类最早系统性利用的电能形式。
时至今日,大家日常所见的手机、电脑、高铁均以直流供电。
在规模化生产直流电的初期,适用于高压直流输电的设备或技术还未成熟,而交流输电技术在远距离传输上损耗低于直流电,所以在很长一段时间内,甚至是现在,交流输电发挥着主导地位。
随着大功率电力电子器件的成熟和相关直流输电技术的进步,高压直流输电技术的优势日渐明显,特别适合处理我国“发电厂与用户距离遥远”的能源需求现状。
我国特高压直流输电是指±800kV及以上的电压,随着近几年我国各地区对输送电容量要求的不断提高,为了使我国电力资源得到合理开发和利用,对特高压直流输电技术的研究正不断深化,现已可以实现超远距离输电这一目标,解决了自然资源和能源分布不均的问题。
直流输电的工作原理是通过换流器将交流电先整流再逆变,输电过程中注重稳定性以及安全性,该技术的应用能够节约设备占地面积、减少输电损耗,满足我国各地区用电逐年递增的使用需求。
2特高压直流输电技术简介2.1特高压直流输电系统结构特高压直流输电系统的核心组成部分之一就是换流站设计与建设。
双极系统接线方式是我国目前主导建设特高压直流输电工程的首选接线方式。
双极双12脉动换流站可以选择包括双极全电压运行和单极半电压运行等多种运行方式。
换流站灵活多变的运行方式可以在换流阀发生故障时最大程度减小损失,保障输电安全平稳运行。
特高压直流输电系统换流站网络安全分析
社会经济快速发展的同时,我国用电需求大幅增加,而我国自然条件、能源及负荷中心的分布使得远距离、大容量、低损耗的电力传输成为必然,特高压直流输电技术正好迎合这一需求。
随着直流输电电压等级的不断提高,直流换流站中电力设备在数量和容量上不断增加,导致换流站网络安全问题日益突出,对电力系统的平稳运行带来了严峻挑战。
面对当前严峻的电力系统网络安全形势,换流站作为电力系统行业的重要核心支柱急需加强网络安全防护,打造晴朗的换流站网络空间,筑起积极主动、攻防兼备、可管可控的换流站网络安全屏障势在必行。
标签:特高压;直流输电;换流站;网络安全;电力系统
1换流站常见网络安全隐患分析
1.1网络安全知识积累不足
在电力系统网络安全的建设和运维过程当中,通信运维相关负责人不专业,对网络安全知识掌握不够。
随着信息化进程的步伐加快和信息安全防护技术的不断提升,从事换流站网络安全相关工作需要不断吸收新技术,由于日常的换流站运维工作的繁杂导致技术的提升不够,对当前网络安全现状认知不够,出现违规工作、不按既定规范作业等现象,对换流站整体网络安全带来极大隐患,严重时可导致换流站控制保护系统和VBE的跳闸。
1.2信息化网络安全体系不健全
随着电力系统的自动化程度不断深入推进,严格管控电力网络安全制度规范化,不断创新完善网络安全防护制度清晰化已迫在眉睫,这样才能从根本上提升电力系统网络安全。
当前,换流站的日常运维中仍然对网络安全体系建设不够重视和完善,很大程度上对换流站整体网络架构产生极大隐患。
由于缺乏科学的、系统的网络安全体系,使得在日常运维中容易出现大漏洞。
1.3网络管理运营的风险
网络管理运营是电力系统信息通信网络安全风险的来源之一。
电力系统信息通信网络的安全离不开电力系统内外网分离措施。
从实际情况来看,网络管理运营还存在一定的风险,主要是由人为导致的。
在对网络进行日常管理与运营时,电网内部的管理人员及操作人员通过移动存储介质与终端等设备进行数据通信,进而造成信息出现泄漏与失真等情况,这样很容易受到病毒或木马的侵扰,严重时整个电力系统的正常运行将会受到一定影响。
1.4网络病毒的入侵
网络病毒是电力系统网络运维过程中最为常见的问题。
常见的网络病毒主要有木马病毒、蠕虫病毒以及后门病毒等,都具有传播速度快,扩散面广,传播形式趋于复杂,清除更加困难等特征。
工作人员将自己的笔记本电脑接入换流站网络进行调试,或未使用换流站专用移动存储盘工作等,一旦站内某台计算机感染病毒,就会通过网络迅速扩散,对换流站整个网络及其计算机造成极大冲击,严重时会对逆变侧换流站网络架构与计算机造成极大损害。
1.5身份认证安全系数不高
换流站计算机系统大部分是基于电力系统行业需求开发,使用口令为用户身份认证的鉴别模式,而这种模式最容易受到黑客攻击,如果用户再使用的是“弱口令”则最容易被勒索病毒攻击。
另外,一些计算机系统还用数据库或者文件将口令、用户名以及一些安全控制信息用明文方式去记录。
目前,这种身份认证安全措施已不再适用于电力系统领域。
2换流站网络安全防范措施分析
2.1提高网络安全知识水平
为了确保换流站网络体系的安全稳定,首要任务就是加强工作人员的网络安全意识,提高网络安全技术水平。
各省检公司、超高压局及其换流站应积极开展各种学习活动、网络安全知识讲座以及网络安全技能竞赛等,从而使全员均有网络安全意识,网络安全技能大幅提升,从根本上确保换流站网络结构的安全稳定。
2.2使用防病毒系统和专用设备
在换流站,任何信息的交互大多采用了计算机,而更多的装置采用了嵌入式系统,在调试期间需接入外部计算机设备进行调试,同时为了数据及其配置备份,需要用到外部移动存储器。
在此工作期间必须使用专用调试计算机和移动存储设备,严防带病毒存储设备或者将调试计算机接入外部互联网,从根源上确保换流站整个体系设备均不被网络病毒进行感染和攻击。
2.3提高身份认证安全系数
一个安全的信息系统应当做到在保障授权用户使用系统的同时必须禁止非授权用户访问系统,而身份认证则是确保系统安全的重要保障。
因为用户身份是访问控制决策的一个关键参数,不同身份的用户应被授予有相应的权限。
此外,再把与安全相关的事件记录到日志中,记录用户的身份。
当前,换流站常见的用户身份认证方法有口令和口令卡等,口令必须禁止弱口令,防止字典攻击等。
2.4完善网络安全体系建设
随着电力市场化进程的加快,完善电力系统网络安全体系进程刻不容缓。
换流站安全系统的建设包括了网络防火墙、入侵检测、漏洞扫描以及计算机防病毒、
纵向加密等在内的安全系统。
首先,安全管理建设与安全策略建设密不可分,有必要建立集中式、全方位、动态的安全管理中心,使其与整体安全有关的各项安全技术和产品捏合在一个规范的、集体的、集中的安全平台上。
其次,安全策略实现电子化和自动化管理,遵循均衡、动态和立体性的原则。
2.5研发安全性数据传输渠道
目前在计算机系统中建设传输渠道对提高计算机之间的传输具有明显的效果。
由于各种因素的限制,电力系统中的相关数据在传输过程中无法得到安全保障。
要想保證我国电力系统传输数据的真实有效性,就要对相关数据在传输过程中的安全进行保障。
数据的真实性随着信息在传输过程中遇到的问题而改变,将会严重误导信息接收方,使其无法做出正确的决策,从而导致电力系统在正常运行过程中受到严重的影响。
因此,研发安全性数据传输渠道是保障我国电力系统正常运行的重要基础。
2.6加强网络管理运营
在电力信息通信网络系统正常运行的背景下,要想提升网络管理运营效率,就要结合我国电力工业的特点,同时进一步完善相关人员与网络管理队伍建设工作,提升自身管理行为。
在遵循相关工作流程前提下,相关专业人员应对设备下线的工作进行记录与评估,同时开展剩余信息的删除与销毁工作,并注重信息网络安全保密工作,从而保障网络与信息的安全运行。
同时,相关部门要加强对电力系统网站管理与维护的规范工作,以满足网络设备的配置维护、故障分析以及收集等需求。
在内网独立的背景下,相关技术人员应对其质量进行管控,以降低因技术人员误操作而出现风险隐患的情况。
3结语
总而言之,电力系统关系到国计民生,而换流站作为电力系统稳定可靠运行的压舱石,必须要有较高的安全需求。
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