掃一掃
關注中圖網
官方微博
本類五星書更多>
-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養秘籍)
-
>
晶體管電路設計(下)
-
>
基于個性化設計策略的智能交通系統關鍵技術
-
>
花樣百出:貴州少數民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術轉移與技術創新歷史叢書中國高等技術教育的蘇化(1949—1961)以北京地區為中心
-
>
鐵路機車概要.交流傳動內燃.電力機車
-
>
利維坦的道德困境:早期現代政治哲學的問題與脈絡
柔性直流輸電 版權信息
- ISBN：9787030745989
- 條形碼：9787030745989 ; 978-7-03-074598-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
柔性直流輸電 內容簡介
成套設計是柔性直流輸電工程自主研發、設計建設的核心技術，本書按照成套設計技術體系，系統介紹了柔性直流輸電技術、主要構成和工程基本情況，共11章，主要包括緒論、柔性直流輸電工作原理與主回路設計、柔性直流輸電關鍵設備、柔性直流輸電控制保護系統、柔性直流換流站電磁兼容、柔性直流輸電過電壓與絕緣配合、柔性直流輸電接入系統穩定性、柔性直流輸電實時數字仿真技術、柔性直流輸電諧波及諧振特性、柔性直流輸電工程系統試驗、柔性直流輸電工程。
柔性直流輸電 目錄
目錄
“智能電網技術與裝備叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 直流輸電發展概況 1
1.1.1 汞弧閥換流時期(1954～1972年) 1
1.1.2 晶閘管閥換流時期(1972年至今) 2
1.1.3 全控閥/電壓源換流時期 4
1.2 柔性直流輸電工程系統構成與特點 6
1.2.1 兩端柔性直流輸電系統 6
1.2.2 多端柔性直流輸電系統 8
1.2.3 柔性直流輸電系統的特點 10
1.3 柔性直流輸電工程典型應用場景 13
1.4 柔性直流輸電工程成套設計 14
1.5 柔性直流輸電工程現狀 16
參考文獻 19
第2章 柔性直流輸電工作原理與主回路設計 20
2.1 柔性直流換流器拓撲結構 20
2.1.1 兩電平和三電平拓撲結構 20
2.1.2 模塊化多電平拓撲結構 21
2.2 柔性直流輸電工作原理 27
2.3 MMC的穩態運行分析 28
2.4 柔性直流輸電工程的接線方式 33
2.4.1 端對端柔性直流輸電系統接線 33
2.4.2 多端柔性直流輸電系統接線 38
2.5 柔性直流輸電工程參數設計 39
2.5.1 直流電壓選取方法 39
2.5.2 主回路參數計算需要的基礎數據 40
2.5.3 柔直變壓器與橋臂電抗器設計 40
2.5.4 換流閥參數設計 42
2.5.5 直流電抗器 43
2.5.6 啟動電阻和柔直變壓器中性點接地電阻 43
2.5.7 半橋全橋混合型MMC模塊比例設計 43
2.6 柔性直流與常規直流的混合運行 45
2.6.1 混合直流輸電的定義 45
2.6.2 三種典型直流輸電的對比 48
參考文獻 52
第3章 柔性直流輸電關鍵設備 54
3.1 柔性直流換流閥 55
3.1.1 概述 55
3.1.2 閥塔 56
3.1.3 功率模塊 57
3.1.4 閥級控制器 61
3.1.5 主要技術參數 65
3.1.6 換流閥試驗技術 66
3.2 柔直變壓器 71
3.2.1 運行特性 72
3.2.2 主要元部件 73
3.2.3 主要技術參數 74
3.2.4 試驗技術 75
3.3 橋臂電抗器 77
3.3.1 運行特性 77
3.3.2 主要元部件 77
3.3.3 主要技術參數 78
3.3.4 試驗技術 79
3.4 啟動電阻 82
3.4.1 運行特性 82
3.4.2 主要元部件 83
3.4.3 主要技術參數 84
3.4.4 試驗技術 84
3.5 穿墻套管 85
3.5.1 運行特性 85
3.5.2 主要元部件 85
3.5.3 主要技術參數 86
3.5.4 試驗技術 86
3.6 直流開關設備 87
3.6.1 直流高速并列開關 88
3.6.2 直流轉換開關 92
3.6.3 直流斷路器 94
3.7 直流電纜 96
3.7.1 運行特性 96
3.7.2 主要元部件 97
3.7.3 主要技術參數 99
3.7.4 試驗技術 100
3.8 其他設備 100
3.8.1 直流電抗器 100
3.8.2 避雷器 101
3.8.3 直流GIS/GIL 101
第4章 柔性直流輸電控制保護系統 104
4.1 柔性直流控制系統 104
4.1.1 總體結構 104
4.1.2 直流站控 105
4.1.3 極控制 108
4.1.4 閥組控制 118
4.2 柔性直流保護系統 137
4.2.1 典型故障特性 138
4.2.2 直流保護 142
4.2.3 柔直變壓器保護 152
4.2.4 柔性直流閥控保護 153
4.3 柔性直流測量系統 154
4.3.1 電流測量裝置 154
4.3.2 電壓測量裝置 157
參考文獻 159
第5章 柔性直流換流站電磁兼容 160
5.1 柔性直流換流站閥廳電磁兼容設計原則 160
5.1.1 柔性直流換流站電磁干擾源 160
5.1.2 柔性直流換流閥及閥廳電磁兼容設計原則 161
5.2 柔性直流閥廳電磁兼容技術指標和研究方法 164
5.2.1 柔性直流閥廳電磁兼容技術指標 164
5.2.2 柔性直流閥廳電磁兼容研究方法 165
5.3 柔性直流閥廳電磁兼容設計舉例 167
5.3.1 低頻電磁場設計 168
5.3.2 寬頻等效模型設計 171
5.3.3 抗電磁干擾設計 174
5.4 柔性直流換流閥電磁特性實測分析 176
第6章 柔性直流輸電過電壓與絕緣配合 178
6.1 概述 178
6.2 過電壓機理 178
6.2.1 雙極柔性直流輸電系統過電壓 179
6.2.2 對稱單極柔性直流輸電系統過電壓 182
6.2.3 柔性直流過電壓和常規直流過電壓的區別 183
6.3 過電壓抑制措施 187
6.3.1 避雷器 187
6.3.2 旁通晶閘管 198
6.3.3 中性母線沖擊電容器 198
6.3.4 控制保護策略 199
6.3.5 耗能裝置 201
6.4 柔性直流輸電工程絕緣配合設計示例 203
6.4.1 混合多端直流輸電工程 203
6.4.2 背靠背柔性直流輸電工程 206
6.4.3 海上風電送出工程 207
第7章 柔性直流輸電接入系統穩定性 210
7.1 單直流饋入系統交直流耦合機理 210
7.1.1 單饋入常規直流與交流系統的耦合機理 211
7.1.2 單饋入柔性直流與交流系統的耦合機理 218
7.2 含柔性直流的多直流饋入系統交直流耦合機理及評估方法 225
7.2.1 柔性直流接入多直流饋入系統模型 225
7.2.2 含柔性直流的多直流饋入系統受端電網強度的評估方法 227
7.2.3 柔性直流對多直流饋入受端電網的改善作用 241
7.3 柔性直流接入系統穩定性分析實例 246
7.3.1 高壓大容量柔性直流輸電在受端電網的應用 246
7.3.2 背靠背柔性直流分區互聯 251
7.3.3 常規直流受端柔性化改造穩定性分析 253
參考文獻 257
第8章 柔性直流輸電實時數字仿真技術 259
8.1 柔性直流輸電數字仿真技術概述 259
8.1.1 柔性直流輸電工程的數字仿真需求 259
8.1.2 柔性直流輸電工程的數字仿真技術 260
8.2 柔性直流輸電工程實時數字仿真建！262
8.2.1 實時數字仿真建；驹瓌t 262
8.2.2 柔性直流換流閥實時數字仿真技術 263
8.2.3 柔性直流換流閥故障仿真方法 265
8.2.4 交直流復雜大電網全景實時數字仿真系統 266
8.3 柔性直流輸電工程實時數字仿真試驗 268
8.3.1 硬件在環實時數字仿真系統 268
8.3.2 仿真試驗項目設計 272
8.4 仿真應用實例 277
8.4.1 多端混合直流輸電系統拓撲 278
8.4.2 多端混合直流實時數字仿真試驗典型結果 278
8.4.3 仿真試驗結果與工程現場對比 284
參考文獻 286
第9章 柔性直流輸電諧波及諧振特性 288
9.1 交流側諧振 288
9.1.1 柔性直流與交流電網間的諧振現象 288
9.1.2 諧振穩定性分析 290
9.1.3 影響因素分析 293
9.1.4 仿真驗證 303
9.1.5 高頻諧振應對策略 305
9.2 背景諧波影響 307
9.2.1 柔性直流與交流電網共同作用的諧波放大/抑制效果分析 307
9.2.2 柔性直流諧波電流抑制方案 308
參考文獻 313
第10章 柔性直流輸電工程系統試驗 315
10.1 站系統試驗和系統試驗的主要工作 315
10.1.1 站系統試驗和系統試驗的計算分析 315
10.1.2 試驗方案的制定 316
10.1.3 調試實施階段的工作 316
10.2 站系統和系統試驗項目設置及內容 316
10.2.1 現場調試階段劃分及項目設置 316
10.2.2 站系統和系統試驗項目內容 319
10.3 柔性直流輸電系統試驗典型案例 321
10.3.1 昆柳龍直流工程概況 321
10.3.2 昆柳龍直流工程系統試驗典型案例 322
參考文獻 333
第11章 柔性直流輸電工程 335
11.1 成套設計 335
11.2 柔性直流輸電工程類型 338
11.2.1 背靠背柔性直流輸電工程 338
11.2.2 多端柔性直流輸電工程 342
11.2.3 特高壓混合直流輸電工程 346
11.2.4 柔性直流電網工程 353
11.2.5 柔性直流配電網工程 356
11.2.6 遠海風電經柔性直流送出工程 360
11.3 工程展望 365
參考文獻 366
“智能電網技術與裝備叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 直流輸電發展概況 1
1.1.1 汞弧閥換流時期(1954～1972年) 1
1.1.2 晶閘管閥換流時期(1972年至今) 2
1.1.3 全控閥/電壓源換流時期 4
1.2 柔性直流輸電工程系統構成與特點 6
1.2.1 兩端柔性直流輸電系統 6
1.2.2 多端柔性直流輸電系統 8
1.2.3 柔性直流輸電系統的特點 10
1.3 柔性直流輸電工程典型應用場景 13
1.4 柔性直流輸電工程成套設計 14
1.5 柔性直流輸電工程現狀 16
參考文獻 19
第2章 柔性直流輸電工作原理與主回路設計 20
2.1 柔性直流換流器拓撲結構 20
2.1.1 兩電平和三電平拓撲結構 20
2.1.2 模塊化多電平拓撲結構 21
2.2 柔性直流輸電工作原理 27
2.3 MMC的穩態運行分析 28
2.4 柔性直流輸電工程的接線方式 33
2.4.1 端對端柔性直流輸電系統接線 33
2.4.2 多端柔性直流輸電系統接線 38
2.5 柔性直流輸電工程參數設計 39
2.5.1 直流電壓選取方法 39
2.5.2 主回路參數計算需要的基礎數據 40
2.5.3 柔直變壓器與橋臂電抗器設計 40
2.5.4 換流閥參數設計 42
2.5.5 直流電抗器 43
2.5.6 啟動電阻和柔直變壓器中性點接地電阻 43
2.5.7 半橋全橋混合型MMC模塊比例設計 43
2.6 柔性直流與常規直流的混合運行 45
2.6.1 混合直流輸電的定義 45
2.6.2 三種典型直流輸電的對比 48
參考文獻 52
第3章 柔性直流輸電關鍵設備 54
3.1 柔性直流換流閥 55
3.1.1 概述 55
3.1.2 閥塔 56
3.1.3 功率模塊 57
3.1.4 閥級控制器 61
3.1.5 主要技術參數 65
3.1.6 換流閥試驗技術 66
3.2 柔直變壓器 71
3.2.1 運行特性 72
3.2.2 主要元部件 73
3.2.3 主要技術參數 74
3.2.4 試驗技術 75
3.3 橋臂電抗器 77
3.3.1 運行特性 77
3.3.2 主要元部件 77
3.3.3 主要技術參數 78
3.3.4 試驗技術 79
3.4 啟動電阻 82
3.4.1 運行特性 82
3.4.2 主要元部件 83
3.4.3 主要技術參數 84
3.4.4 試驗技術 84
3.5 穿墻套管 85
3.5.1 運行特性 85
3.5.2 主要元部件 85
3.5.3 主要技術參數 86
3.5.4 試驗技術 86
3.6 直流開關設備 87
3.6.1 直流高速并列開關 88
3.6.2 直流轉換開關 92
3.6.3 直流斷路器 94
3.7 直流電纜 96
3.7.1 運行特性 96
3.7.2 主要元部件 97
3.7.3 主要技術參數 99
3.7.4 試驗技術 100
3.8 其他設備 100
3.8.1 直流電抗器 100
3.8.2 避雷器 101
3.8.3 直流GIS/GIL 101
第4章 柔性直流輸電控制保護系統 104
4.1 柔性直流控制系統 104
4.1.1 總體結構 104
4.1.2 直流站控 105
4.1.3 極控制 108
4.1.4 閥組控制 118
4.2 柔性直流保護系統 137
4.2.1 典型故障特性 138
4.2.2 直流保護 142
4.2.3 柔直變壓器保護 152
4.2.4 柔性直流閥控保護 153
4.3 柔性直流測量系統 154
4.3.1 電流測量裝置 154
4.3.2 電壓測量裝置 157
參考文獻 159
第5章 柔性直流換流站電磁兼容 160
5.1 柔性直流換流站閥廳電磁兼容設計原則 160
5.1.1 柔性直流換流站電磁干擾源 160
5.1.2 柔性直流換流閥及閥廳電磁兼容設計原則 161
5.2 柔性直流閥廳電磁兼容技術指標和研究方法 164
5.2.1 柔性直流閥廳電磁兼容技術指標 164
5.2.2 柔性直流閥廳電磁兼容研究方法 165
5.3 柔性直流閥廳電磁兼容設計舉例 167
5.3.1 低頻電磁場設計 168
5.3.2 寬頻等效模型設計 171
5.3.3 抗電磁干擾設計 174
5.4 柔性直流換流閥電磁特性實測分析 176
第6章 柔性直流輸電過電壓與絕緣配合 178
6.1 概述 178
6.2 過電壓機理 178
6.2.1 雙極柔性直流輸電系統過電壓 179
6.2.2 對稱單極柔性直流輸電系統過電壓 182
6.2.3 柔性直流過電壓和常規直流過電壓的區別 183
6.3 過電壓抑制措施 187
6.3.1 避雷器 187
6.3.2 旁通晶閘管 198
6.3.3 中性母線沖擊電容器 198
6.3.4 控制保護策略 199
6.3.5 耗能裝置 201
6.4 柔性直流輸電工程絕緣配合設計示例 203
6.4.1 混合多端直流輸電工程 203
6.4.2 背靠背柔性直流輸電工程 206
6.4.3 海上風電送出工程 207
第7章 柔性直流輸電接入系統穩定性 210
7.1 單直流饋入系統交直流耦合機理 210
7.1.1 單饋入常規直流與交流系統的耦合機理 211
7.1.2 單饋入柔性直流與交流系統的耦合機理 218
7.2 含柔性直流的多直流饋入系統交直流耦合機理及評估方法 225
7.2.1 柔性直流接入多直流饋入系統模型 225
7.2.2 含柔性直流的多直流饋入系統受端電網強度的評估方法 227
7.2.3 柔性直流對多直流饋入受端電網的改善作用 241
7.3 柔性直流接入系統穩定性分析實例 246
7.3.1 高壓大容量柔性直流輸電在受端電網的應用 246
7.3.2 背靠背柔性直流分區互聯 251
7.3.3 常規直流受端柔性化改造穩定性分析 253
參考文獻 257
第8章 柔性直流輸電實時數字仿真技術 259
8.1 柔性直流輸電數字仿真技術概述 259
8.1.1 柔性直流輸電工程的數字仿真需求 259
8.1.2 柔性直流輸電工程的數字仿真技術 260
8.2 柔性直流輸電工程實時數字仿真建！262
8.2.1 實時數字仿真建；驹瓌t 262
8.2.2 柔性直流換流閥實時數字仿真技術 263
8.2.3 柔性直流換流閥故障仿真方法 265
8.2.4 交直流復雜大電網全景實時數字仿真系統 266
8.3 柔性直流輸電工程實時數字仿真試驗 268
8.3.1 硬件在環實時數字仿真系統 268
8.3.2 仿真試驗項目設計 272
8.4 仿真應用實例 277
8.4.1 多端混合直流輸電系統拓撲 278
8.4.2 多端混合直流實時數字仿真試驗典型結果 278
8.4.3 仿真試驗結果與工程現場對比 284
參考文獻 286
第9章 柔性直流輸電諧波及諧振特性 288
9.1 交流側諧振 288
9.1.1 柔性直流與交流電網間的諧振現象 288
9.1.2 諧振穩定性分析 290
9.1.3 影響因素分析 293
9.1.4 仿真驗證 303
9.1.5 高頻諧振應對策略 305
9.2 背景諧波影響 307
9.2.1 柔性直流與交流電網共同作用的諧波放大/抑制效果分析 307
9.2.2 柔性直流諧波電流抑制方案 308
參考文獻 313
第10章 柔性直流輸電工程系統試驗 315
10.1 站系統試驗和系統試驗的主要工作 315
10.1.1 站系統試驗和系統試驗的計算分析 315
10.1.2 試驗方案的制定 316
10.1.3 調試實施階段的工作 316
10.2 站系統和系統試驗項目設置及內容 316
10.2.1 現場調試階段劃分及項目設置 316
10.2.2 站系統和系統試驗項目內容 319
10.3 柔性直流輸電系統試驗典型案例 321
10.3.1 昆柳龍直流工程概況 321
10.3.2 昆柳龍直流工程系統試驗典型案例 322
參考文獻 333
第11章 柔性直流輸電工程 335
11.1 成套設計 335
11.2 柔性直流輸電工程類型 338
11.2.1 背靠背柔性直流輸電工程 338
11.2.2 多端柔性直流輸電工程 342
11.2.3 特高壓混合直流輸電工程 346
11.2.4 柔性直流電網工程 353
11.2.5 柔性直流配電網工程 356
11.2.6 遠海風電經柔性直流送出工程 360
11.3 工程展望 365
參考文獻 366
展開全部
柔性直流輸電 節選
第1章緒論 1.1直流輸電發展概況 電力技術的發展從直流電開始，早期電能由直流電源送往直流負荷，發電、輸電和配電均為直流，如1882年在德國建成的2kV/1.5kW/57km向慕尼黑國際展覽會的送電工程[1]。當時的技術條件下，直流電升降壓難度大，為提高輸電效率，需通過直流發電機串聯等復雜方式實現遠距離直流輸電，如1889年在法國通過直流發電機串聯實現的125kV/20MW/230km的毛梯埃斯到里昂直流輸電工程。隨著三相交流發電機、電動機與變壓器的迅速發展，交流電的升降壓可通過變壓器方便、經濟地實現，交流電在發電、輸電和用電領域迅速占據主導地位。 20世紀以來，隨著世界范圍內經濟的快速增長，實施遠距離、大容量的電能輸送，成為優化資源配置、解決能源與電力負荷逆向分布的客觀要求，也是將欠發達地區的資源優勢變為經濟優勢，促進區域經濟共同發展的重要措施。由于交流輸電方式電壓、電流的交變特性，隨著輸電距離的增加，輸電容量提升受穩定極限等限制，同時在異步電網互聯以及中遠距離電纜送電應用場景，交流方式均面臨較大的技術挑戰且經濟性顯著下降。直流輸電在上述場景下具有交流方式不可替代的優勢，隨著交流與直流之間的電力變換技術（即換流技術）與裝備的突破性進展，直流輸電在世界范圍內獲得迅速發展。根據不同階段換流技術與裝備的特點，直流輸電的發展可劃分為以下三個時期[1]。 1.1.1汞弧閥換流時期（1954～1972年） 汞弧閥在陽極和陰極（水銀）之間布置有柵極，在陽極加有正電壓時，由柵極觸發，觸發后，陽極至陰極導通，電流過零時熄滅，汞弧閥照片如圖1-1（a）所示。汞弧閥換流時期采用電網換相換流器，1954年投運的瑞典Gotland I期工程是世界上**個完全商業化的直流輸電工程，其六脈動換流單元如圖1-1（b）所示。 1954～1972年，世界范圍內共建設11項汞弧閥高壓直流輸電工程，單閥*高電壓超過150kV、電流超過1800A。高壓汞弧閥的成功研制使遠距離大容量直流輸電成為現實，但仍主要存在以下問題，限制了直流輸電技術的進一步發展： （1）汞弧閥制造技術復雜、價格昂貴； （2）逆弧故障率高、可靠性低； （3）運行維護不方便、成本高； （4）容量受限。 1.1.2晶閘管閥換流時期（1972年至今） 1957年，通用電氣公司開發出世界首款晶閘管產品，為直流輸電換流技術與裝備的變革提供了重要基礎。晶閘管基于功率半導體技術，包含陽極、陰極和門極，其導通關斷條件如下[4]： （1）在陽極與陰極之間施加正向電壓且外加門極觸發電流的情況下晶閘管導通，這就是晶閘管的閘流特性，即可控特性； （2）晶閘管導通后，由于內部的正反饋效應，即使撤除門極電流，仍可維持晶閘管的導通狀態； （3）如需關斷晶閘管，需在陽極與陰極之間施加反向電壓，并迫使陽極電流下降至正反饋效應無法維持，才可恢復晶閘管正向阻斷能力。 晶閘管僅可通過門極觸發電流控制導通，無法通過撤除門極電流關斷，因此稱為半控型器件，圖1-2給出了晶閘管[5]、閥組件、晶閘管換流閥[6]的照片。晶閘管閥換流時期仍采用電網換相換流器，1970年起瑞典Gotland Ⅰ期工程中的部分汞弧閥被替換為晶閘管換流閥，世界范圍內晶閘管換流閥首次投入商業運行。1972年加拿大伊爾河±80kV/320MW背靠背直流輸電工程投運，為世界上首*完全采用晶閘管換流的直流輸電工程，晶閘管換流閥采用空氣冷卻方式。1978年加拿大納爾遜河Ⅱ期工程投運，電壓等級和容量為±250kV/900MW，晶閘管換流閥首次采用水冷方式。 由于晶閘管換流閥不存在逆弧問題、可靠性更高，制造、試驗、運行、維護等均比汞弧閥簡單，且同一時期內遠距離輸電、電網互聯等需求進一步增加，在1972～1997年直流輸電迅速發展，世界范圍內新建成直流輸電系統約90項，為1954～1972年新建數量的9倍。 20世紀80年代，立足“西電東送”客觀需求，中國開始建設直流輸電工程，1987年舟山直流輸電工程投入試運行，電壓等級和容量為±100kV/50MW；1989～2002年，葛上、天廣等直流輸電工程陸續建成投運；2004年，國家發展和改革委員會以貴廣Ⅱ回直流輸電工程作為±500kV直流輸電工程國產化依托項目，2007年工程投運，全面實現直流輸電系統設計、換流站設備成套設計、直流輸電工程設計自主化和設備制造自主化，綜合自主化率達到70%以上；2009～2010年，云廣、向上兩項±800kV特高壓直流輸電工程投運，世界范圍內首次將直流輸電電壓等級提升至±800kV、容量提升至6400MW；2019年準東—皖南±1100kV/12000MW特高壓直流輸電工程投運，電壓等級和容量均為世界之*，中國直流輸電技術發展實現了由跟跑到并跑再到領跑的轉變。 由于晶閘管固有的半控器件特性，需要依賴電網進行換相，且開關頻率低，在工程實踐中存在以下問題，限制了多回直流集中饋入負荷中心、可再生能源大規模接入等新形勢下直流輸電的進一步發展： （1）有功/無功功率耦合，無法獨立控制； （2）需配置大量濾波器，以滿足入網諧波與無功功率要求，占地面積大； （3）閥廳噪聲大； （4）存在換相失敗風險，換流器接入系統需要較強的電網支撐，以保證系統可靠運行，對可再生能源發電接入能力相對較差； （5）多回直流密集饋入的受端電網面臨安全穩定問題。 1.1.3全控閥/電壓源換流時期 20世紀80年代，絕緣柵雙極型晶體管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）問世，該器件為金屬氧化物-半導體場效應晶體管（metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET）和雙極型晶體管結合的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，通過門極電壓可主動開通/關斷IGBT，阻斷電壓高、驅動功率小、開關速度快、導通壓降低[7]。IGBT的全控器件特性，使得直流輸電的換流技術發生了根本性變化，由電網換相換流器發展至電壓源換流器（voltage source converter，VSC），如圖1-3所示。基于電壓源換流器的直流輸電技術于1990年由加拿大麥吉爾大學的Boon-Tech-Ooi教授等提出，相對基于晶閘管技術的常規直流，徹底消除了換相失敗風險，具有有功/無功的獨立控制、可再生能源高效接入等顯著優勢，國內統一命名為柔性直流輸電技術[8，9]。 1997年，世界首*采用IGBT電壓源換流技術的赫爾斯揚直流輸電工程在瑞典投運，采用兩電平換流器結構，電壓等級和容量為±10kV/3MW，輸送距離為10km。2001年，德國慕尼黑聯邦國防軍大學的Marquardt等提出適用于直流輸電的模塊化多電平換流器（modular multilevel converter，MMC）技術[8]，避免了IGBT器件直接串聯，顯著降低了高壓大容量柔性直流輸電技術與裝備的制造難度，基于MMC技術的柔性直流輸電系統輸出諧波含量極小且開關頻率低，無須交流濾波器，換流效率高，圖1-3（b）給出了基于半橋子模塊的MMC拓撲示意。2010年，世界首*MMC高壓直流輸電工程Trans Bay Cable在美國投運，電壓等級和容量提升至±200kV/400MW。自此之后，柔性直流輸電在世界范圍內迎來了暴發式增長，1997～2009年，共建成柔性直流輸電工程9項，截至2021年，該數量已達到54項，主要分布在歐洲和中國，總容量約63GW，其中中國占比約55%。 中國對柔性直流輸電技術的發展做出了重要貢獻。2011年，上海南匯風電場并網工程投運，電壓等級和容量為±30kV/18MW，是我國首*采用MMC技術的柔性直流輸電工程；2013～2014年，南澳、舟山多端柔性直流輸電工程陸續投運，是世界范圍內首批多端柔性直流輸電工程，被國際大電網組織列為柔性直流輸電里程碑工程；2015～2016年，廈門島供電、魯西背靠背柔性直流輸電工程陸續投運，在世界范圍內首次將柔性直流輸電電壓提升至±350kV、容量提升至1000MW；2020年，張北±500kV柔性直流電網工程、±800kV烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端直流示范工程（以下簡稱“昆柳龍直流工程”）投入運行，均為世界首創，代表了柔性直流輸電技術的*高水平。 面對能源供需格局新變化、國際能源發展新趨勢，2016年12月，我國發布了《能源生產和消費革命戰略（2016—2030）》，明確能源革命戰略取向以保障安全為出發點，以節約優先為方針，以綠色低碳為方向，以主動創新為動力。電網作為能源革命的重要基礎平臺，格局必將發生深刻變革，需要積極推進電源結構清潔轉型，構建新一代電力系統、源端基地和終端消費綜合能源系統，進一步加快輸配電新技術研發，建設新型電能和綜合能源傳輸和配給系統[10]。柔性直流輸電作為*新一代的直流輸電技術，靈活可控、安全可靠，有利于可再生能源的高效、大規模接入與受端負荷中心電網的安全穩定運行，是打造能源互聯網的重要技術手段，在能源革命中扮演著重要的角色。同時，能源革命、新型電力系統構建也為柔性直流輸電技術的發展帶來新挑戰，需要在總體技術方案、關鍵設備、核心元部件、控制保護技術與設計、仿真研究工具等方面取得進一步突破，以適應大規模新能源基地電能送出、周邊國家電網互聯互通、常規直流輸電工程柔性化改造、多直流饋入負荷中心分區組網等電網演進新趨勢。本書考慮世界直流輸電技術的新發展，結合我國在柔性直流輸電科研、設計、工程建設與運行中的經驗，主要針對柔性直流輸電關鍵技術與裝備、工程應用實踐進行介紹，并就柔性直流輸電技術未來發展的重要方向進行探討。 1.2柔性直流輸電工程系統構成與特點 柔性直流輸電工程根據系統結構可分為兩端柔性直流輸電系統和多端柔性直流輸電系統，這里的“端”指與交流系統連接的端口，通過換流站實現交流與直流之間的電能變換。單端系統無法進行有功功率傳輸，因此兩端系統是結構*簡單的柔性直流輸電系統，也稱為端對端柔性直流輸電系統；多端系統與交流系統有三個或三個以上的連接端口，包含三個或三個以上的換流站[1]。 1.2.1兩端柔性直流輸電系統 圖1-4給出了兩端柔性直流輸電系統構成示意圖，為展示方便，柔性直流換流站1和柔性直流換流站2分別選取了兩電平/三電平換流器和MMC，實際工程中兩端柔性直流換流站通常采用同類換流器。由圖1-4可以看出，兩端柔性直流輸電系統主要由兩端柔性直流換流站和直流輸電線路三部分構成。根據功率輸送需求，柔性直流換流站1和柔性直流換流站2可分別運行于整流和逆變工況，相同輸送功率逆變側柔性直流換流閥的損耗通常大于整流側[11]。 柔性直流換流站1采用了兩電平/三電平換流器，此類換流器交流側輸出電壓電平數較少，通常為兩電平或三電平，通過脈沖寬度調制（pulse width modulation，PWM）方式等效得到正弦波，諧波電壓、電流含量相對較大，為滿足接入交流系統的諧波要求，通常需要配置交流濾波器，在2010年Trans Bay Cable直流輸電工程投運前，柔性直流換流站主要采用此類換流器。柔性直流換流站2采用了MMC，此類換流器交流側輸出電壓電平數較多，通過臺階數較高的階梯波等效得到正弦波，波形質量高，諧波電壓、電流含量很小，已滿足接入交流系統的諧波要求，通常無須配置交流濾波器，目前新建的柔性直流輸電工程主要采用該類換流器。
書友推薦
- >
二體千字文
- >
回憶愛瑪儂
- >
推拿
- >
有舍有得是人生
- >
伊索寓言-世界文學名著典藏-全譯本
- >
隨園食單
- >
巴金－再思錄
- >
人文閱讀與收藏·良友文學叢書:一天的工作
本類暢銷
