下载文档原格式
直流输电系统控制1 直流输电系统控制的基本原理如图1-1中所示的直流输电联络线，它表示一个单极联络线或双极联络线中的一个极，相应的等值电路和电压分布情况分别如图1-1(b)和1-1(c)所示。
(a)接线图(b)等值电路(c)电压分布情况图1-1从整流器流向逆变器的直流电流为：直流系统通过控制整流器和逆变器的内电势αcos dor V 和γcos doi V 来控制线路上任一点的直流电压以及线路电流(或功率)。
这是通过控制阀的栅/门极的触发角，或者通过改变换流变压器抽头来控制其交流电压来完成的。
栅/门极的控制速度很快(1到10ms)，而变压器抽头切换速度较慢(每级切换为5到105)，这两种方式相互补充，栅/门极控制最先开始动作，随后分接头缓慢调节改变，使换流器控制角(整流器的触发角和逆变器的熄弧角)恢复到正常范围。
功率反送(又称为潮流反转)是通过两端直流电压反向来实现的。
在选择控制特性时，应该考虑下列要求：(1)防止交流系统电压的变化引起直流电流的大波动。
(2)保持直流电压在额定值附近。
(3)保持送端和受端的功率因数尽可能高.(4)防止逆变器的换相失败.运用换流器的快速控制来防止直流电流的大波动，这是保证直流输电系统满意运行的一个重要要求。
直流线路和换流器的电阻很小，因而αcos dor V 或γcos doi V 的微小变化就能引起直流电流的大变动。
例如，整流器或逆变器的电压变化25%，将引起直流电流变化达100%.这意味着，如果触发角和熄弧角保持恒定，任一端的交流电压幅值小的变化会引起直流电流在一个很大的范围内变动，对电力系统来说，这样大的波动是不可能接受的。
此外，这种大的电流变化可能高到足以损害阀和其它设备。
所以，防止直流电流波动的快速控制对系统的正确运行是至关重要的。
如果没有这种控制，直流输电系统将是不实用的。
由于所以，要得到高功率因数，必须保持整流器触发角和逆变器的熄弧角尽可能小。
但是，为了确保触发前阀上有足够的电压，整流器有一个最小触发角限制，一般为︒5。
《高压直流输电》课程教学大纲课程名称：高压直流输电(High Voltage DC Transmission)课程编号：CN115130B学分：2总学时：32适用专业：电气工程及其自动化先修课程：电路原理，电机学，电力系统分析。
一、课程的性质、目的与任务：本课程是“电气工程及其自动化”专业的一门专业课，是一门理论性和实践性很强的课程。
本课程的目的在于向学生介绍高压直流输电技术的发展及其特点，换流电路的工作原理，换流站及其主设备，高压直流输电线路，谐波及滤波器，高压直流系统的控制及高压直流输电技术的发展前景。
完成本课程的学习后，能够认识有关高压直流输电技术的基本问题和现象，并为以后从事本专业的工作打下基础。
二、教学基本要求：熟悉和掌握直流输电的基本原理、整流器及逆变器的工作原理、换流站主设备的工作原理、直流架空线路等值参数的计算、换流装置交流侧和直流侧特征谐波产生原因以及减少换流器谐波的方法、高压直流系统控制的基本方式及其实际应用。
理解和掌握整流器与逆变器的工作原理、换流站主要设备的工件原理大地回路的工作原理、交流滤波器和直流滤波器的原理、直流输电系统主要控制方式的基本原理了解高压直流输电的发展历史及发展前景、直流输电的优缺点、直流输电的分类、换流电路的组成及功能、换流站的平面布置、高压直流线路的额定电压与分裂导线、高压直流架空线路的电晕效应及直流电缆线路；三、教学内容：（一）高压直流输电的基本概念3学时1.高压直流输电的发展历史，包括国外的发展概况以及我国高压直流输电的发展情况2.直流输电的基本原理3.直流输电系统的分类：单极线路方式；双极线路方式4.直流输电的优缺点a.输送相同功率时，线路造价低b.线路有功损耗小c.适宜于海下输电d.没有系统的稳定问题e.能限制系统的短路电流f.调节速度快，运行可靠5.交流输电与直流输电比较的等价距离6.直流输电的发展前景（二）换流电路的工件原理6学时1. 整流器的工作原理a.理想情况下的工作原理b.考虑延迟角（即α＞0）的情况c.考虑延迟角（α＞0），又考虑换相电感（μ＞0）的情况2. 逆变器的工作原理a.逆变的基本概念b.逆变器的工作原理（三）换流站及其主设备3学时1.晶闸管换流器a.对晶闸管元件的基本要求b.晶闸管元件的分类及选择c.晶闸管阀的结构2.换流变压器a.换流变压器的特点b.换流变压器容量和电抗值的选择c.对换流变压器分接头高压的要求3.直流电抗器4.换流站的平面布置（四）高压直流输电线路4学时1.高压直流架空线路的额定电压与分裂导线2.高压直流架空线路的电晕效应a.直流电晕的基本特点b.直流电晕损耗的计算方法c.无线电干扰3.直流架空线路的等值参数4.直流电缆线路5.大地回路（五）谐波和滤波器6学时1.换流装置交流侧的特征谐波a.换流变压器阀侧线电流b.换流变压器交流侧线电流c.双桥12脉波时换流变压器交流侧线电流2.换流装置直流侧的特征谐波a.换流器直流侧的谐波电压b.直流侧的谐波电流3.交流滤波器a.滤波器的分类b.交流滤波器的阻抗特性c.调谐滤波器的参数d.交流滤波器的选择设计e.交流滤波器的配置及评定准则4.直流滤波器5.阻尼型滤波器6.消除谐波的其它方法a.磁通补偿法b.谐波注入法c.直流纹波注入法（六）高压直流系统的控制6学时1.引言a.控制系统的配置b.控制系统的基本要求2.控制的基本方式3.定电流控制：控制特征、控制原理4.定电压控制5.定触发角控制6.定熄弧角控制：定熄弧角控制系统的控制特性、定熄弧角控制的基本原理7.功率控制和频率控制：定功率调节器的工作原理、频率控制8.控制系统的实际应用：联合控制特性、直流输电的快速相位控制（七）高压直流输电技术的发展前景4学时1.引言2.高压直流断路器3.多端直流输电4.发电机-整流器单元5.发电机-二极管整流器单元6.强迫换相7.现有交流输电设备变为直流的应用8.紧凑型换流站四、教学参考书：1.李兴源编著，高压直流输电系统的运行与控制，1998第一版，科学出版社，19982.赵畹君主编，高压直流输电工程技术，2005年第二版，中国电力出版社3.(新西兰)J.阿律莱加著，任震等译，高压直流输电，1987第一版，重庆大学出版，19874.林永生等编著，高压直流输电，1982第一版，上海科学技术出版社，1982六、考核说明：1．考核方式：考查。
高压直流输电系统课件x一、教学内容本节课我们学习的教材是《科学》四年级上册，第二章第四节“高压直流输电系统”。
本节内容主要包括高压直流输电的原理、优点以及应用。
通过学习，使学生了解高压直流输电的基本概念，掌握直流输电的特点和优势，并能够运用所学知识分析生活中的电力传输问题。
二、教学目标1. 让学生了解高压直流输电的原理和优点。
2. 培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。
3. 提高学生的科学思维能力和团队合作能力。
三、教学难点与重点重点：高压直流输电的原理和优点。
难点：直流输电在实际应用中的优势和挑战。
四、教具与学具准备教具：PPT课件、模型电路、实验器材。
学具：笔记本、彩笔、实验报告单。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示我国西电东送工程的图片，引导学生思考高压直流输电在实际生活中的应用。
2. 知识讲解：（1）讲解高压直流输电的原理：利用PPT课件，详细介绍高压直流输电的原理，引导学生理解直流输电的优点。
（2）分析直流输电的优点：通过对比直流输电和交流输电的优缺点，使学生明确直流输电在长距离、大容量输电方面的优势。
3. 例题讲解：出示例题：某电力公司计划建设一条从A地到B地的直流输电线路，两地距离为500公里，输电电压为±500kV。
请计算该输电线路的输电功率。
引导学生运用所学知识解决问题，培养学生的实际应用能力。
4. 随堂练习：布置练习题：某输电线路采用±660kV的直流输电，两地距离为700公里，求输电线路的输电功率。
5. 实验环节：组织学生进行实验，观察实验现象，巩固所学知识。
6. 板书设计：高压直流输电原理、优点及应用。
7. 作业设计作业题目：（1）某电力公司计划建设一条从A地到B地的直流输电线路，两地距离为600公里，输电电压为±500kV。
请计算该输电线路的输电功率。
（2）某输电线路采用±800kV的直流输电，两地距离为800公里，求输电线路的输电功率。
