高压直流输电技术课件

第1章导论1.1高压直流输电概况1.1.1 交流输电还是直流输电？关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论。

美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流输电，而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理学家费朗蒂则主张采用交流输电。

在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明，还未用作工业动力。

例如，1882年爱迪生电气照明公司（创建于1878年）在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。

这一阶段发电、输电和用电均为直流电。

如1882年在德国建成的57km向慕尼黑国际展览会送电的直流输电线路（2kV，1.5kW）；1889年在法国用直流发电机串联而得到高电压，从毛梯埃斯（Moutiers）到里昂（Lyon）的230km直流输电线路（125kV，20MW）等，均为此种类型。

但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。

由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率，就要加大电流（P＝IU）。

而电流愈大，输电线路发热就愈厉害，损失的功率就愈多；而且电流大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站愈远的用户，得到的电压也就愈低。

直流输电的弊端，限制了电力的应用，促使人们探讨用交流输电的问题。

爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育，缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，成了保守势力的代表。

爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全。

他还打比方说，沿街道敷设交流电缆，简直等于埋下地雷。

并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验。

那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑来执行死刑。

第五章电压源换流器型高压直流输电技术1.引言2.VSC-HVDC的基本原理VSC-HVDC系统由电压源逆变器（Voltage Source Inverter，简称VSI）和电压源整流器（Voltage Source Rectifier，简称VSR）两个部分组成。

其中，VSI负责将直流电压转换成交流电压，VSR则负责将交流电压转换成直流电压。

VSI采用了现代功率半导体器件（如IGBT、GTO等），通过PWM技术控制开关管的导通时间，调节输出交流电压幅值和频率。

而VSR则通过调节开关管的导通时间和相位角来控制输出直流电压的幅值和方向。

VSC-HVDC系统通过控制VSI和VSR的开关管的导通时间和相位角，可以实现对电压和频率的精确控制，实现电压和频率的双向流动。

3.VSC-HVDC的主要设备VSC-HVDC系统由以下几个主要设备组成：（1）电压源逆变器（VSI）：负责将直流电压转换成交流电压，通常由多个串联的功率模块组成。

（2）电压源整流器（VSR）：负责将交流电压转换成直流电压，通常由多个并联的功率模块组成。

（3）滤波器：用于削弱逆变器和整流器输出电压的谐波成分，提高系统的功率因数。

（4）直流滤波器：用于平滑输电线路上的直流电压，减小电压脉动。

（5）直流电压互感器：用于检测和测量直流电压的幅值和方向。

（6）交流电流互感器：用于检测和测量交流电流的幅值和方向。

（7）控制系统：用于控制VSI和VSR的开关管的导通时间和相位角，实现对电压和频率的精确控制。

4.VSC-HVDC的控制策略VSC-HVDC系统的控制策略主要包括电压控制、功率控制和谐波抑制控制。

（1）电压控制：通过控制VSI和VSR的开关管的导通时间和相位角，实现对电压幅值和方向的精确控制。

（2）功率控制：通过控制VSI和VSR的开关管的导通时间和相位角，实现对电压和电流的控制，实现功率的调节和传输。

（3）谐波抑制控制：通过在VSI和VSR的输出侧加入滤波器，削弱谐波电压的成分，使输电线路上的谐波电流减小到可接受范围内。