A-基于电压源换流器的交流系统电压调节研究
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阅读报告 AC/DC换流器
换流器(Converter)概念:是由单个或多个换流桥组成的进行交、直流转换的设备。
换流器的功能:实现交流-直流-整流器 (Rectifer)的变换。当触发角 <90°时,换流器运行于整流工况,叫整流器。
在电力电子技术的许多应用领域中,通常需要将工频的正弦交流电能变换为直流电能,即AC/DC转换。AC/DC换流器,又称为整流器,是通过半导体开关器件(如SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET等)的开通和关断作用,把交流电能变换成直流电能的一种电力电子变换器。
晶闸管换流阀的通断条件:换流阀的阳极电位必须高于阴极电位 (即:阀电压必须是正向的)或在控制极加上触发所需的脉冲时导通;阀电流减小到零,且阀电压保持一段时间等于零 或为负,使阀元件内多余载流子消失时关断。
按结构分可分为单桥(6脉动)和多桥(12脉动及以上)。6脉动换流器是三相桥式换流回路而12脉动换流器是由两个交流侧电压相位差30°的6脉动换流器所组成的。巨大多数直流输电工程均采用12脉动换流器,用于直流输电的电力换流器都采用三相桥式接线。
12脉动换流器:两个6脉动换流单元在直流侧串联而在交流侧并联。换流变阀侧接线方式,必须一个为星形接线,另一个为三角形接线。改善谐波性能,交流侧和逆变侧可只分别配备12k± 1次和12k次的滤波器,从而可简化滤波装置,缩小占地面积,降低换流站造价。
AC/DC换流器的应用
1. 高压直流输电:相比于交流输电,直流输电有许多优点,适合远距离,大功率输电。进行直流输电的首要任务是将工频的交流电能转换为直流电能,即AC/DC转换,然后经过直流线路输送到另一端,再经过DC/AC转换,变为工频交流电能。由于我们要通过换流器对电能的传输进行控制,在直流输电中所用的是可控的AC/DC换流器。
2. 作为直流电源。在需要直流电源的场合,通过AC/DC换流器将交流电能变换为直流电能作为直流电源。比如作为直流电机的电源,作为电池的充电电源,直流电器设备的驱动电源等。
中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集
VSC—HVDC系统有功潮流自动软翻转研究
马国鹏,赵成勇,李广凯(华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,河北省保定市071003)
摘要:互联两个交流电网的VSC.HVDC系统用于实现两个电网负荷峰值的互相调节和紧急功率支援时,其潮流需要随
时翻转。通过VSC-HVDC送端交流系统的频率对有功功率进行单侧控制,而两侧协调控制以限制潮流翻转大小,实现VSC-HVDC线路有功潮流自动软翻转,即潮流由某一数值经一段时间沿直线变为另一数值,以减小潮流翻转对两端交流系
统的影响。并用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真验证。关键词:VSC.HVDC;潮流控制;软翻转
0引言
基于电压源换流器(VSC)的高压直流输电(VSC.HVDC)是一种新型直流输电技术,其核心是利用
由全控型电力电子器件构成的VSC代替了HVDC中的可控硅换流器。
由于VSC.HVDC有功、无功能在四象限运行和快速控制的特点,以及其传输功率的不断增大,基于VSC.HVDC
系统的能量传输日益受到重视。VSC.HVDC的工程数量正在不断增加,已经投入运行的VSC.HVDC工程有t04",正
在或即将施工的VSC。HvDcT程数量有3个,其中最大输送功率达400MWfll。现在理论上,VSC.HVDC最大传输功率可达到1100MW。
近年来,随着电力系统装机规模的不断发展扩大,电力供需的主要问题已经由单纯满足电力需求转变为高峰时段电力短缺,特别是随着空调等电器拥有量的不断上升,部分地
区的年最大负荷由冬季转向夏季,气温对负荷的影响越来越
大,最大负荷的波动性将进一步加大。可见,电网调峰问题将变得越来越突出。文/21针对互联电网的调峰调频和联络线控制
的协调配合问题进行了分析,并提出了“自筹攀峰响应能力与接受外部支援相结合”调控策略。而系统故障时,需要紧急功率支援。文13铡论了南方电网中利用直流输电系统对交流系统
LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析
一、本文概述
随着可再生能源的快速发展和电网互联需求的增加,高压直流输电(HVDC)技术,特别是基于线换相换流器(LCC)和电压源换流器(VSC)的HVDC系统,已成为远距离大功率电力传输和电网互联的重要选择。这两种输电系统在结构和控制策略上存在显著差异,给电网建模和运行特性分析带来了挑战。本文旨在提出一种通用的建模方法,用于分析LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性,以期为电网规划、设计和运行提供理论支持。
本文首先介绍了LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的基本原理和关键技术,包括换流器的拓扑结构、控制策略以及相应的数学模型。在此基础上,提出了一种通用的建模方法,该方法结合了两种输电系统的共同特点和差异,通过调整模型参数和控制策略,可实现对LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的统一建模。
本文利用所建立的通用模型,对LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性进行了详细分析。这包括稳态运行特性、动态响应特性以及故障穿越能力等方面。通过对比分析,揭示了两种输电系统在运行特性上的共性和差异,为电网规划和运行提供了有益参考。
本文总结了LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的通用建模方法和运行特性分析结果,并指出了未来研究的方向。通过本文的研究,可以为电力系统工程师和研究人员提供一个全面、系统的视角,以深入了解和分析LCCHVDC和VSCHVDC输电系统的运行特性,推动高压直流输电技术的发展和应用。
二、和输电系统概述
输电系统是电力系统中至关重要的组成部分,它负责将电力从发电站高效、安全地传输到各个用电区域。在现代电力系统中,随着电力需求的不断增长和可再生能源的广泛接入,传统的输电技术面临着越来越多的挑战。为了满足这些挑战,LCCHVDC(低损耗串联补偿高压直流输电)和VSCHVDC(电压源型高压直流输电)技术应运而生,它们在提高输电效率、增强系统稳定性和优化电网结构方面发挥着重要作用。
AC/DC换流器
研电1502 1152201009 李鹏宇
首先,我们要搞清AC/DC换流器的最基本意思,即将交流电转换为直流电的设备。在传统的AC/DC转换电路中,其输入侧为50/60Hz的交流电,并经过整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准等的限制,这样就限制了AC/DC电源体积的小型化。但是由于近些年来高压直流输电的大规模发展与应用,高效稳定并且体积小,同时造价便宜可靠的AC/DC换流器或换流站必不可少,因此也成为了电力电子学界研究的热点。
根据运行原理,换流器可以分成两大类:第一类需要交流系统提供换相电压(传统换流器即属此类);第二类不需要交流系统支持换相而被称为“自换相换流器”。自换相换流器克服了传统换流器的许多缺点,有着传统换流器所无可比拟的优势。按照直流电路的设计,自换相换流器可进一步分为电流源型换流器CSC和电压源型换流器VSC。它们两者的根本区别在于:(1)CSC在换流变压器每相二次侧绕组与换流桥之间以串联电容连接,而VSC中电容(称为换相电容器)连接在换流桥直流侧正负极之间;(2)基于CSC的HVDC潮流反转是由系统的直流电压极性反转实现的,而VSC-HVDC潮流反转是由系统的直流电流方向反转实现的。
不同时期换流器对比:
就目前运用前景最广的HVDC中采用基于晶闸管的自然换相的整流器技术,但该技术存在着一些固有的缺点:
(1)由于导通角滞后和熄弧角的存在和博兴的畸变,因此就需要大量的无功补偿以及滤波设备,且甩负荷时会出现无功过剩而出现过电压现象;
(2)传统的HVDC由于不能向无源网络输送电能,当受端系统较弱时容易产生换相失败。
因此现在逐渐出现了基于电压源型换流器VSC(Voltage Source Converter)的HVDC,此换流器和传统的相比有如下许多独特优点:
(1)可以为短路比低的交流系统输送电能,甚至可以为无源网络输送电能;