高压直流输电总结
一、 高压直流输电概述：
1. 高压直流输电概念：
高压直流输电是交流-直流-交流形式的电力电子换流电路，由将交流电变换为直流电的整流器、高压直流输电线路及将直流电变换为交流电的逆变器三部分组成。
注意：高压输电好处是在输送相同的视在功率S的前提下，高压输电能够降低输电线路流过的电流，减少线路损耗，提高输送效率（,）。 2. 高压直流输电的特点：
（1） 换流器控制复杂，造价高；
（2） 直流输电线路造价低，输电距离越远越经济； （3） 没有交流输电系统的功角稳定问题；
（4） 适合海底电缆（海岛供电、海上风电）和城市地下电缆输电； （5） 能够非同步（同频不同相位，或不同频）连接两个交流电网，且
不增加短路容量；
（6） 传输功率的可控性强，可有效支援交流系统； （7） 换流器大量消耗无功，且产生谐波；
（8） 双极不对称大地回线运行时存在直流偏磁问题和电化学腐蚀问
题；
（9） 不能向无源系统供电，构成多端直流系统困难。 3. 对直流输电的基本要求：
（1） 能够灵活控制输送的（直流）电功率（大小可调；一般情况下，
应能够正反双向传送电功率（功率方向可变）；
（2） 维持直流线路电压在额定值附近； （3） 尽可能降低对交流系统的谐波污染； （4） 尽可能少地吸收交流系统中的无功功率； （5） 尽可能降低流入大地的电流。
注意：大地电流的不利影响包括①不同接地点之间存在电位差，形成电解池，
造成电化学腐蚀；②变压器接地中性点流过直流电流，造成变压器直流偏磁，使变压器噪声增加、损耗加大、振动加剧。 4. 高压直流输电的适用范围：
答：1.远距离大功率输电;2.海底电缆送电;3.不同频率或同频率非周期运行的交流系统之间的联络;4.用地下电缆向大城市供电;5.交流系统互联或配电网增容时,作为限制短路电流的措施之一;6.配合新能源供电。
二、 高压直流输电系统的基本构成：
1. 双端直流输电的基本构成：
（1） 单极大地回线（相对于大地只有一个正极或者负极）：
图2- 1
（2） 单极金属回线：
图2- 2
（3） 双极大地回线（最常用）：
图2- 3
（4） 双极单端接地（很少用）：
图2- 4
（5） 双极金属回线（较少用）：
图2- 5
（6） 并联式背靠背：
图2- 6
（7） 串联式背靠背：
图2- 7
2. 多端直流输电的基本构成：
（1） 三端并联型；
图2- 8
（2） 三端串联型；
图2- 9
注意：这里的“双端”、“多端”指的是所接换流站的个数（交流电网接入点
的个数），而不是换流器的个数。 3. 多端直流输电的特点：
（1） 可以经济地连接多个交流系统；
（2） 因缺少大容量直流断路器，无法切除输电线路的短路故障，因而
限制了它的发展。
三、 换流技术复习：
1. 三相全控整流电路原理图：
图3- 1
（1） 大电感负载（符合直流输电工程实际）；
（2） 交流输入电压的相序与晶闸管触发顺序的关系（135462）； （3） 阀的组成、静态均压（电阻分压）和动态均压（电容分压）原理
与电路；
（4） 均压系数（）、电压裕度系数（）； （5） 阀串联元件数的确定；
（6） 电压变化率限制和电流变化率限制。
图3- 2
2. 三相全控桥的波形图：
（详见电力电子书P152、P153、P160） 3. 三相全控桥计算公式:
（1） 直流输出电压的理想计算公式:
(1.1)
（为线电压）
（2） 考虑交流侧电抗的直流输出电压的计算公式（缺口面积是始于α
的面积与始于α+γ 的面积之差的一半，缺口面积=）:
（3） 阀电流有效值：
(1.3)
(1.2)
（4） 交流侧线电流有效值的计算公式:
(1.4)
4. 三相全控桥的外特性（全控桥外特性：直流输出电压Ud与直流输出
电流Id间的函数关系）： （1） 逆变器外特性： a) 方程：
(1.5)
b) 曲线：端电压Ud随输出负载电流Id的增加而下倾的直线；（以定α表
示）
图3- 3
（2） 整流器外特性： a) 方程： i.
用控制角α表示：
(1.6)
ii. iii.
用逆变角β表示（α=180 °-β代入上式）：
(1.7)
用熄弧角δ表示（δ= β-γ， γ是换相角）：
(1.8) （）
(1.9) （）
图3- 4理想定β的面积比理想定δ小2个缺口面积:
b) 曲线： i.
用逆变角β表示：上翘直线（负值面积随电流增大），端口电压的绝对值随直流电流的增加而增加（正内阻）； ii.
用熄弧角δ表示：下倾直线（负值面积随电流减小），端口电压的绝对值随直流电流的增加而下降（负内阻）；
图3- 5逆变器外特性曲线（以定β和定δ表示）
5. 三相全控桥的等值电路：
（1） 整流器等值电路:
图3- 6整流器等值电路
(1.10)
a) 内电势，内阻为正的可调电压源； b) 端口电压随输出电流增大而减小。 （2） 逆变器等值电路：
图3- 7逆变器等值电路
a) 用β表示的等值电路，端口电压随电流增大而增大（正内阻）； b) 用δ表示等值电路，端口电压随电流增大而减小（负内阻）。 （3） 双端直流输电系统的等值电路:
图3- 8直流系统等值电路图
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