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HVDC技術應用

2024年8月12日2交流輸電系統的技術問題輸電距離的限制穩定性問題潮流難於控制振盪與搖擺

2024年8月12日3交流輸電系統的技術問題交變的電磁場：無功問題恒定的電磁場：沒有無功問題電纜輸電情況下問題尤為突出！

2024年8月12日4HVDCRectifierInverterLine/CableACsystemACsystemHVDCHighVoltageDirectCurrent

2024年8月12日5利用穩定的直流電具有無感抗，無同步問題等優點而採用的大功率遠距離直流輸電。輸電過程為直流。常用於海底電纜輸電，非同步運行的交流系統之間的連絡等方面。高壓直流輸電技術被用於通過架空線和海底電纜遠距離輸送電能；同時在一些不適於用傳統交流聯接的場合，它也被用於獨立電力系統間的聯接一、HVDC概述

2024年8月12日6在一個高壓直流輸電系統中，電能從三相交流電網的一點導出,在換流站轉換成直流，通過架空線或電纜傳送到接受點；直流在另一側換流站轉化成交流後，再進入接收方的交流電網。直流輸電的額定功率通常大於100兆瓦，許多在1000-3000兆瓦之間。高壓直流輸電用於遠距離或超遠距離輸電，因為它相對傳統的交流輸電更經濟。應用高壓直流輸電系統，電能等級和方向均能得到快速精確的控制，這種性能可提高它所連接的交流電網性能和效率，直流輸電系統已經被普遍應用。一、HVDC概述

2024年8月12日7高壓直流輸電是將三相交流電通過換流站整流變成直流電，然後通過直流輸電線路送往另一個換流站逆變成三相交流電的輸電方式。高壓直流輸電的主要設備是兩個換流站和直流輸電線。兩個換流站分別與兩端的交流系統相連接。HVDC的核心有兩個：整流與逆變一、HVDC概述

2024年8月12日8

2024年8月12日9HVDC系統的組成及工作原理換流母線交流系統I無功補償設備交流濾波器直流線路VdI換流站I平波電抗器直流濾波器橋I換流母線換流變壓器斷路器橋II圖1.1HVDC原理圖換流站II交流系統II無功補償設備交流濾波器換流變壓器VdII斷路器

2024年8月12日10換流站的主要設備包括換流器、換流變壓器、平波電抗器、交流濾波器、直流避雷器及控制保護設備等。換流器又稱換流閥是換流站的關鍵設備，其功能是實現整流和逆變。目前換流器多數採用晶閘管可控矽整流管)組成三相橋式整流作為基本單元，稱為換流橋。一般由兩個或多個換流橋組成換流系統，實現交流變直流直流變交流的功能。一、HVDC概述

2024年8月12日11直流送電系統運行方式一兩端直流輸電系統（1）單極系統，大地、金屬線（或海水）作為回線，常用作故障切換運行方式；（2）雙級系統，常用的接線方式；（3）背靠背系統，無中間的輸電線路，常用作不同電網的互聯。二多端直流輸電系統，由三個或三個以上換流站連接換流站之間的高壓直流輸電系統，因技術原因，暫時還沒有被廣泛應用。一、HVDC概述

2024年8月12日12HVDC系統構成方式-兩端MonopolarTransmissionLineTerminalATerminalBBipolarTransmissionLineTerminalATerminalBPole1Pole2單極系統雙極系統

2024年8月12日13雙極系統：雙極運行方式Pole1Pole2TerminalATerminalBTransmissionLine1TransmissionLine2

2024年8月12日14雙極系統：單極運行、大地回路方式Pole1Pole2TerminalATerminalBTransmissionLine1TransmissionLine2

2024年8月12日15雙極系統：單極運行、金屬回路方式Pole1Pole2TerminalATerminalBTransmissionLine1TransmissionLine2

2024年8月12日16雙極系統：單極雙線並聯運行、大地回路方式Pole1Pole2TerminalATerminalBTransmissionLine1TransmissionLine2

2024年8月12日17兩端HVDC系統的典型設計方案

——雙極雙橋葛洲壩南橋209kVIdId－＋－＋－＋－＋~500kV500kV500kV198kV~220kV

2024年8月12日18換流器在整流和逆變過程中將要產生5、7、11、13、17、19等多次諧波。為了減少各次諧波進入交流系統在換流站交流母線上要裝設濾波器。它由電抗線圈、電容器和小電阻3種設備串聯組成通過調諧的參數配合可濾掉