高压直流输电技术综述

本文介绍了目前国内外高压直流输电技术(HVDC)的发展概况及其应用情况，从技术性、经济性、可靠性等诸方面比较了交、直流输电方式的特点，肯定了HVDC技术的优越性。文章还介绍了HVDC的单极、双极、同极联络线的结构，及一个双极HVDC系统的主要元器件及其功能。     

轻型高压直流输电综述

轻型高压直流输电系统(VSC-HVDC)作为一种新型的直流输电技术,克服了传统直流输电系统中的换相失败、必须联结于有源网络等缺点,具有良好的应用前景,主要概述了目前VSC-HVDC的技术特点、数学模型、潮流计算、相应的控制策略以及常用的仿真软件,并指出了今后VSC-HVDC研究的难点和研究方向,为进一步研究轻型高压直流输电系统奠定了基础.     

国外高压直流输电综述

<正> 从1954年世界上第一条直流输电线路问世以来,世界各国直流输电应用范围逐年扩大。根据统计,截至1980年2月为止,全世界的高压直流装机容量超过12000兆瓦,其中约有一半是采用可控硅阀的。在今后的五年之内,可能会看到下列直流输电线路投运:苏联的埃基巴斯杜兹至中俄罗斯的6000兆瓦线路;巴西伊泰普6300兆瓦线路;苏联至芬     

高压直流断路器研究综述

高压直流(HVDC)电网是解决可再生能源大规模接入的重要途径,而高压直流断路器(HVDC CB)是直流电网发展的瓶颈问题。笔者针对高压直流输电技术的发展趋势,分析了高压直流电网对高压直流断路器的需求;介绍了各种直流开断方法的基本原理,并分析了其在高压直流电网中应用的可行性;着重介绍了混合式高压直流断路器和基于人工过零的高压直流断路器的研究和发展现状,对其开断过程进行了较为详细的分析,并对其进一步的研究中的关键问题给出了建议。     

适用于直流电网的组合式高压直流断路器

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在直流电网中具有较大的应用潜力。当前各类MMC拓扑中,半桥型MMC具有最佳的经济效益,但缺乏直流故障清除能力。目前主要有两种直流故障清除方法:一种是采用具有直流故障清除能力的子模块,但会引入额外的功率损耗,同时,需要通过闭锁MMC来达到清除直流故障的目的;另一种是采用混合式高压直流断路器,它具有快速隔离直流故障的能力,但投资费用较大。为有效解决上述弊端,提出一种组合式高压直流断路器,并对其控制时序进行了研究。组合式直流断路器以混合式直流断路器为设计背景,对其主要设备进行重新配置并加以改进,更加适用于多端柔性直流输电系统及直流电网。在保证同等直流故障处理能力的前提下,相比混合式高压直流断路器,其投资成本大幅度降低。为验证组合式直流断路器的有效性,在PSCAD/EMTDC内建立了一个三端单极直流网络模型。仿真结果验证了组合式直流断路器在隔离直流线路故障方面的可行性和有效性。     

适用于高压直流电网的直流开关场

基于电流转移原理的混合式直流断路器在应用于多线路的高压直流电网时一次建设成本过高,经济性差,而共用"主断开关"的直流开关场则是解决上述问题的有效途径。不同的直流开关场拓扑具有不同的特点,对其进行归纳、分析和比较将有助于加深对直流开关场拓扑的认识并为工程应用中的选型提供指导。为此根据电流转移方式将现有直流开关场分为3类:选择转移型、单转移型和全转移型,并对3类直流开关场的拓扑结构和工作原理分别进行介绍,归纳了未来高压直流电网对直流开关场的基本要求,对各类直流开关场重合闸功能、对快速机械开关的失灵保护功能、动作复杂程度、经济性进行了对比分析,进而得出结论:现阶段全转移型直流开关场是高压直流电网最有应用前景的直流开关场。最后还给出了适用于高压直流电网的直流开关场的相关研究建议。     

智能电网发展与高压直流输电

世界能源危机和环境保护的需要促进了发电技术的变革,新能源发电技术蓬勃发展,同时也影响了输配电技术的发展。首先就欧洲、美国和中国等地的电网发展规划进行说明,介绍其中直流输电工程的应用情况;随后对电网发展的特征和高压直流输电的技术特点进行分析,结果表明未来大型电网将向着“智能”、“超级”的方向发展,高压直流输电的技术特点符合智能电网的发展需求,并有望在智能电网的建设中发挥重要作用;最后对智能电网的建设及其发展进行了初步分析。     

高压直流电网整流端的旁路控制策略

为消除高压直流电网运行中出现的零电流瞬态时直流电压过电压等异常状态,提出依据被控环境在高压直流电网整流端的每个桥中选取合适的晶闸管旁路对来旁路直流侧的方法。针对整流端被控变量多、变量间关系耦合强和时间约束条件苛刻等特点,采用Petri网系统,描述了依据产生异常状态的原因和整流端的运行状态选取晶闸管旁路对的方法及其控制策略,并给出了控制策略流程图。详述了单整流桥和双整流桥的触发脉冲的算法。在高压电网上的模拟实验获得成功。     

未来高压直流电网发展形态分析

发展高压直流电网对大规模电能的远距离输送、促进新能源的并网及消纳、提高区域交流互联电网的安全稳定性具有重要意义。该文首先综述了直流输电技术的最新研究进展,总结直流电网的特点,探讨了直流电网的研究现状。在此基础之上,提出一种考虑我国能源资源及负荷分布特征的大规模新能源接入高压直流电网的典型拓扑结构,并指出发展高压直流电网的技术需求。结合我国目前电力系统的特征和直流电网的技术需求,分别从高压直流电网的新型关键设备、新型控制保护技术、可靠性评估和标准体系等方面展开分析,阐述了相关技术目前的研究基础和后续研究的重点方向,为我国直流电网的研究和建设提供技术参考。     

中高压直流断路器拓扑综述

随着直流输配电系统的发展,直流系统对故障电流抑制和清除的要求增加,采用直流断路器能够很好地解决清除直流故障时快速性、稳定性和经济性的问题。文中论述了直流断路器的发展现状,对近年来国内外提出的直流断路器拓扑进行归纳总结。在此基础上,就机械式、Z源结构、组合式、级联模块、器件组合型直流断路器拓扑以及直流断路器测试电路进行了详细讨论。论述了各个方面的拓扑原理、使用优点以及面临的主要问题,对同一方面所涉及的文献进行了归纳对比。最后,提出了直流断路器未来可能的发展方向及相关问题。     

高压直流输电系统可靠性分析方法综述

高压直流输电系统因具有输送容量大、能耗低且能实现电力系统非同步互联等优势而得到广泛应用,其可靠性分析可为系统提供重要的运维及决策依据。因此,围绕现阶段国内外高压直流输电系统可靠性分析方法进行了归纳总结。首先阐述了传统直流输电、柔性直流输电系统的组成差异,并对输电系统常用的可靠性指标作了相应归纳。其次,从统计法、手册法、状态空间法及其他方法等层面出发,分别对高压直流输电系统可靠性建模的基本原理及研究现状进行了分析,对各类方法的优缺点进行了对比,并探讨了柔性直流输电系统在可靠性分析方面存在的新挑战。最后,针对当前研究中存在的不足,对高压直流输电系统可靠性分析方法进行讨论与展望。     

高压直流断路器发展研究综述

新型的模块化多电平换流器因其在减少开关损耗、容量升级、电磁兼容、故障管理等方面的优势,正得到广泛的关注与研究。长距离输电线路阻抗大,弱电网较大的阻抗特性会增加系统的不稳定性。因此,目前制约大容量MMC柔性直流并网系统实际工程应用的主要原因之一就是缺乏实用的高压直流断路器。直流断路器研究当前主要面临两方面的问题,即直流故障电流难以迅速开断和高压直流系统中电力电子器件串联数量问题。研制新型的高压直流断路器,既是为了满足直流配电技术发展的需求,也是目前中国电力系统安全稳定运行、电力建设发展迫切需要解决的实际问题,具有重要的理论意义和实用价值。     

高压电网死区保护研究综述

电力系统内部存在着各种形式的死区故障,准确、快速地切除死区故障直接关系到电力系统的安全稳定运行。详细介绍了主要几种常见的死区故障及其产生的原因,分析了典型死区保护逻辑的不足:即保护动作时间长且扩大了事故范围。综述了各类死区故障研究的现状,并对各种切除死区故障保护方案的优缺点作出评述。最后在现有研究的基础上,提出了死区保护研究的几点建议与设想,为后续开展研究提供借鉴与参考。     

混合式高压直流断路器研究现状综述

随着柔性直流输电技术在近三十年的巨大进步,高压直流断路器研究成为国际研究热点。文中针对高压直流输电技术的发展趋势,论述了高压直流电网对高压直流断路器的强劲需求;介绍了目前应用较为普遍的混合式直流断路器发展历程、拓扑结构及开断原理;在此基础上,从元器件数量、设备可靠性方面对比分析了目前基于IGBT级联型双向开断的混合式直流断路器、基于H型全桥拓扑结构的混合式直流断路器、二极管带IGBT全桥拓扑结构的混合式直流断路器3种典型技术方案的优劣;总结了现今高压直流断路器研究的技术难题和未来发展方向。     

高压直流输电线路故障定位综述

综述了直流输电线路在国内外发展的现状。借鉴交流输电线路的故障定位划分方法,将直流输电线路的故障定位原理进行了归类总结,将直流输电线路的故障定位方法分为行波法和故障分析法,并且分别总结了各种方法的优缺点,指出各种方法在直流输电线路的应用前景,然后针对直流输电线路故障定位的现状,提出自己的建议,并进行了总结归纳。     

高压直流输电系统换流器技术综述

作为高压直流输电核心设备的换流器容量巨大、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。为了进一步推动换流器技术在高压直流输电系统中的改进研究和应用,针对传统晶闸管换流器、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适合于高压直流输电的换流器,在详细介绍这些换流器的拓扑结构、基本工作原理、控制策略的基础上,对其技术特点和应用领域进行了评述。研究结果表明: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。     

高压直流输电线路继电保护技术综述

中国的能源分布和电网结构决定了高压直流输电具有广阔的应用前景。直流输电线路长、故障率高,其继电保护技术性能关系到直流输电系统的安全性和故障恢复速度。目前,运行中的直流输电线路保护方案及装置部分是由ABB或SIEMENS公司提供。工程应用中的直流线路保护存在理论不完备、可靠性差等缺点,线路故障由直流控制系统响应动作,造成直流闭锁而被迫停运的事故时有发生。文中在综述国内外直流线路保护技术与研究现状的基础上,分类对直流输电线路保护原理的优缺点进行了评述。最后,针对现有保护原理上的不足,提出了直流输电线路保护研究的几点建议与设想,并探讨了进一步的研究方向。     

直流电网联网设备与控制策略研究综述

直流电网的控制策略是保证其稳定运行的关键,而联网设备是实现其控制策略的主体。相对于多端直流系统,直流电网拓扑结构和电力电子设备的复杂度提高,这对其控制策略提出了新的要求。首先归纳了直流电网的定义并给出典型拓扑,分析了直流电网各联网设备的功能,并总结了直流电网的技术特点,由此提出对其控制策略的要求。然后结合直流电网联网设备的特性,分别总结了直流电网基本控制策略、潮流优化控制策略和故障控制策略等关键问题的国内外研究进展。最后在此基础上提出了直流电网控制策略方面亟待研究的一些问题,为未来的研究工作提供参考。     

高压直流输电在我国电网发展中的作用

讨论了高压直流输电技术的特点及我国电网发展的格局 ,介绍了我国的多项高压直流输电工程 ,说明了高压直流输电在我国电网发展中的重要作用。     

ABB开发高压直流断路器,打造未来电网

<正>瑞士苏黎世,2013年2月25日——美国著名的麻省理工学院(MIT)出版的《麻省理工科技创业》杂志最近评选出2013年度全球创新企业50强,ABB榜上有名。英特尔、IBM、苹果、三星、谷歌、Facebook、亚马逊等同时入选全球创新50强。