导图社区 （电网考试现代电分）第8章：直流输电的基本原理及稳态数学模型
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第8章 直流输电的基本原理及稳态数学模型
1. 直流输电系统的结构及组成
1. 高压直流输电的 优势与应用
1. 优势
1. 远距离经济性优于交流输电
2. 没有交流系统的同步运行稳定性问题
3. 可避免交流联网时短路容量的增加
4. 可连接两个同步或频率不同的交流系统
5. 有利于互联网各自的调度运行
2. 应用
1. 远距离输电
2. 跨海峡的电缆送电系统
3. 异频电网互联
4. 大区互联
5. 非工频发电站（风电、抽蓄电站）与系统间的联网
2. 直流输电系统的类型 与结构
1. 两端直流系统
2. 背靠背直流系统
3. 多端直流系统
4. 直流导线正负极
1. 单极系统
2. 双极系统
3. 同极系统
3. 组成元件
1. 换流器
2. 平波电抗器
3. 滤波器
1. 直流滤波器
1. 单桥6n次谐波
2. 双桥12n次谐波
2. 交流滤波器
1. 单桥6n±1次谐波
2. 双桥12n±1次谐波
4. 无功补偿设备
1. 稳态消耗无功功率为传输功率的50%
5. 电极
6. 直流输电线
1. 架空线/电缆
7. 交流断路器
2. 直流输电的基本原理
1. 阀导通与关断的条件
关到通
阳极电压高于阴极电压
控制极有出发脉冲
一经导通，脉冲消失，仍导通
通到关
阀电流减小到零
阀电压保持一段时间非正
2. 不计交流回路电感Lc的影响时
触发延迟角α=0
每个阀导通角均为120°
每隔60°一次换相，一个周期6次
直流电压有6个脉波
直流电压平均值
有触发延迟
触发延迟角α∈[0,180];α∈[0,90]整流；α∈[90,180] 为逆变；整流逆变换流器都从交流系统吸收无功功率
每个阀导通角120
不计换流器损耗交流功率=直流功率
交流系统基波复功率
α∈[0,90],P>0,整流
α∈[90,180],P<0,逆变
α∈[0,180],Q>0,吸收无功
3. 计及交流电感Lc的影响
换相过程
不能瞬时完成，存在换相时间，换相角γ
换相过程，有3个阀同时导通
正常运行状态，换相角小于60
γ与Em、Id、α、Lc关系
换相角大于60，将出现3个以上的阀同时导通的不正常运行方式
直流电压
计及换相角后，分界触发角从90下降到90-γ/2
计及换相角后，触发延迟角α变化范围下降为0≤α≤180-γ
3. 直流输电的稳态模型
1. 整流器的稳态模型
2. 逆变器的稳态模型
触发延迟角α、换相角γ、熄弧角δ；关系
触发超前角β=π-α
熄弧超前角μ=π-δ
μ必须足够大，以免熄弧时间短 17°~21°
逆变器电压方程
逆变器换相角计算式
3. 两端直流输电系统的数学模型
系统图：注意P，Q方向
整流器和逆变器直流电压方程
直流输电线路稳态方程
4. 多桥换流器
4. 直流输电的控制方式
1. 控制措施
控制触发角（α、μ）：快速调整，1~10ms
调换流变压器变比（Kr、Ki）：慢速调整，5~6s
2. 换流器三种控制方式
控制方式一
整流侧定电流（或定功率）控制 逆变侧定熄弧超前（或定电压）控制
用于正常工作方式
控制方式二
整流侧定最小触发角控制、逆变侧定电流控制 要求αmin=5°
用在整流侧交流电压过低或逆变侧交流电压过高 的非正常工作方式
