柔性直流输电在城市配电网中的应用..docVIP

直流输电技术课程报告 题 目 柔性直流输电在城市配电网中的应用 　　 学 院 电气学院 学 号 14S106XXX 　　 姓 名 XXX 哈尔滨工业大学 2015年4月13日 摘要 城市电网是城市现代化建设的重要基础设施之一，是电力系统的主要负荷中心，具有用电量大、负荷密度高、安全可靠和供电质量要求高等特点。随着城市化进程的不断推进和社会经济的高速发展，城市负荷不仅持续快速增长，并且对供电可靠性以及电能质量的要求越来越高。由于大中城市的空中输电走廊的限制和不断发展的城市负荷，纯交流线路的城市配电网络己经越来越不能满足社会和经济发展的需求。因此，向城市负荷中心供给大量优质可靠的电能将面临越来越大的困难和挑战。柔性直流输电利用电压源换流器VSC的自换向特性使其具有诸多优点，研究高压直流输电，特别是柔性直流输电在城市电网中的应用具有重要意义。本文分析了当前城市配网面临的问题和柔性直流输电的原理及技术优势，针对柔性直流输电在城市配网中的应用进行了相关分析。 关键词：城市电网 柔性直流输电 技术优缺点 技术可行性 1引言 电能在当前经济和生活中起到非常重要的作用，人类已经越来越离不开电。人们是从直流电开始了解和使用电的，同时电力科学的发展的基础也是直流电。法国物理学家M.得彼列茨于1882年进行了世界上首次直流输电试验。这次试验的损耗高达78，几乎没有任何实用价值，但它预示着高电压、远距离和大容量输电的开始。 自20世纪50-70年代，汞弧换流器和可控硅换流器的相继出现，使直流输电技术在现代电力工业中得到广泛的应用。直流输电与交流输电相比，两者各有优缺点，可以取长补短，相互补充。与交流输电相比，直流输电在大功率远距离输电、海底电缆送电和交流系统非同步连接等方面具有明显的优势，因此直流输电在现代电力系统中具有重要的经济和技术意义。随着可控硅换流器制造成本的不断下降，直流输电在电力系统中将得到更广泛地应用。目前世界各国都或多或少面临着能源问题，在此情况下直流输电不但是减少输电损耗的输电形式，而且直流输电技术在开发利用可再生清洁资源以及新储能方法等方面也起到重要作用。随着计算机技术、电力电子技术和控制理论的飞速发展，直流输电技术逐渐完善，直流输电的运行损耗和建造成本不断下降，直流输电的可靠性逐步提高。目前，直流输电在海底输电、大功率远距离输电和交流系统异步连接等方面得到了大量应用。 2柔性直流输电技术 2.1柔性直流输电技术发展历程 高压直流输电技术诞生于20世纪20年代，但直到1954年，世界上第一条高压直流输电线路才建成，该线路为连接瑞典本土和Gotland的岛的直流线路，自此直流输电技术进入了商业化时代。多年来，高压直流输电系统普遍采用晶闸管和自然换向技术，而晶闸管是一种只具有控制接通而无自关断能力的半控型器件，在换向过程中，存在换向失败的问题。为解决此类问题，出现了采用了电压源换流器技术的柔性直流输电。 脉宽调制( PWM)技术原本在小功率和中低压系统中得到广泛的应用，随着新型大功率高压可关断电力电子器件(IGBT, GTO, IGCT)的出现，脉宽调制(PWM)技术开始被用于输电换流领域。，加拿大McGill大学的Boon-Teck 等于1990年首先提出一种新的直流输电概念，该新型直流输电利用了基于脉宽调制控制的基于脉宽调制(PWM)技术。在此基础上，ABB公司提出了柔性直流输电的概念，该柔性直流输电主要将电压源型换流(VSC)技术与聚合物电缆相结合。1997年3月世界上第一次柔性直流输电试验在位于瑞典中部的格兰斯堡和赫尔斯杨之间进行。柔性直流输电技术从此开始进入商业应用阶段. 柔性直流输电技术(Flexible HVDC)是一种基于电压源型换流(Voltage Sourced Converters-VSC)技术的新型高压直流输电技术。它采用绝缘栅双极晶体管IGBT的电压源型换流器，具有关断电流的能力，可以应用脉宽调制(CPWM)技术进行无源逆变。由于这种换流器的功能强，体积小，可以减少换流站的滤波装置，简化换流站结构，而称之为柔性直流输电。它除了具有传统高压直流输电优点外，还可直接向远距的小型孤立离负荷供电，连接分散电源，运行控制方式灵活多变，可减少输电线路电压降落及闪变，提高电能质量。柔性直流输电技术是一种基于脉宽调制(PWM)技术、可控关断器件和电压源换流器的新型直流输电技术。柔性直流输电技术具有可以向无源网络提供电能、能够快速实现有功和无功的独立解祸控制、易实现多端直流系统和采用柔性直流输电的换流站间无需通讯等优点。 2.2柔性直流输电技术基本原