摘要:随着经济的快速发展,对电力系统的稳定性也提出了更高的要求,在这种情况下,为了满足工业生产和居民生活用电的可靠性,必须要保证电力系统的稳定运行。针对高压直流输电系统的稳定性进行研究能够为电力系统的稳定运行提供更有效的技术支撑和保证,从而采取更加有针对性的措施,解决高压直流输电系统运行中的问题,保证高压直流输电系统的稳定运行。
关键词:特高压直流输电;安全稳定
1 特高压直流输电技术的特点
(1)特高压直流输电系统中间没有落点,可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心。在送受关系明确的情况下,采用特高压直流输电,实现交直流并联输电或非同步联网,电网结构比较松散、清晰。
(2)特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流,按照送受两端运行方式变化而改变潮流。特高压直流输电系统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。
(3)特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄,适合大功率、远距离输电。
(4)在交直流并联输电的情况下,利用直流有功功率调制,可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡,包括区域性低频振荡,明显提高交流的暂态、动态稳定性能。
(5)大功率直流输电,当发生直流系统闭锁时,两端交流系统将承受大的功率冲击。
2 高压直流输电的优点
2.1经济性
这种输电系统具有一定的经济性。在进行相同功率输送的时候,相比较交流输电方式,直流输电过程中使用的线材仅仅只有交流的1/2~2/3,线路杆塔结构也相对比较简单,可以大幅度降低线路的占地面积。但是在运行费用以及建设转流站的成本方面来说,高压直流输电技术比交流方式的要高很多,结构和设备也相对比较复杂。除了直流断路器和换流变压器外,还应该具有交流滤波器、换流器、直流滤波器、电抗器以及无功补偿等。由于运行费用和损耗比较多,高压直流输电系统维护起来相对比较困难和复杂,严格要求从业人员的素质和水平。此外,依据实际特点,以电压等级来进行一定的建设投资,所以,在输送相同功率,但距离相对比较远的时候,使用高压直流方式具有一定的经济性。
2.2控制性
直流输电系统还具有一定的快速潮流可控性。基本上大部分系统的换流器都是由于电力电子设备组成一定的控制电路,实际上属于小惯性环节,所以,可以准确的反映电力潮流的控制。双极系统可以进行一定的潮流反转。这种快速控制系统的方式,可以稳定控制交流系统,维护系统正常运行,适当控制负荷波动频率和出现故障时候的频率交换情况。怎样能够不断满足线路的实际需求,进行合理的绝缘配合,不断分析对于电磁环境的作用,对于降低成本和保护环境具有重要意义。
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3 提高高压直流输电系统稳定性需要解决的问题
3.1 逆变器正斜率伏安特性对高压直流输电系统稳定性的影响 。逆变器的正斜率伏安特性在电力工程中有着广泛的应用,为了保证高压直流输电系统的可靠性,就必须要在满足小信号模型建立条件的基础上,从多个视角对系统的稳定性进行分析,才能对其进行有效的解决。
3.2 高压直流输电系统小信号模型的影响。对于小信号模型来说,必须要利用控制方程对系统的运行状态进行描述,这样才能对细小信号模型的运行有更加直观的描述。在高压直流输电系统常见的控制模式中,可以根据不同的运行状态对小信号模型的方程状态进行控制,从而实现对高压直流输电系统可靠性的控制与管理,通过减少系统干扰的情况来实现对高压直流输电系统可靠性的控制。
3.3 高压直流输电系统阻抗频率与谐波的不稳定产生的影响。锁闭现象的产生大多是由于谐波不稳定所引起的,因此为了保证高压直流输电系统的可靠性达到最佳状态,就必须要对谐波的稳定性进行有效的处理,对此可以从换流器的角度出发进行考虑,通过对常规函数和方程的计算获得阻抗频率的相关数据,并且将其运用到谐波处理过程中,从而促进系统稳定性的提升。
3.4 交流系统单向接地故障对高压直流输电系统的影响。高压直流输电系统的运行稳定性将会由于系统的交流单接故障而发生改变。因此,相关的锁闭系统就会出现故障,单相接地的故障会影响到换流器的动态行为和正常的运行模式,因此,谐波的特征也就会受到影响,进一步给系统的稳定性带来了干扰,对于非特征谐波来说,大多由于对称性问题产生的,提出改进的开关函数法,并进一步提出谐波计算的等值电路。
3.5 抑制变压器直流偏磁的接地电阻配置方法。当系统中产生严重的直流偏磁现象时,就会导致谐波的产生,同时造成母线的恶化,这对于高压直流输电系统的可靠性来说,将会产生严重的影响,引起系统的紊乱。因此,必须要对直流偏磁的问题进行有效的解决,才能将中性点接地电流控制在合理的目标范围内,保持系统运行过程中始终有较高的灵敏度,这样便能够对偏磁现象产生很好的一直作用,从而保证高压直流输电系统的稳定运行。
4 结语
总的来说,高压直流输电特别适合大功率、远距离的输电,是我国电力工程的重要组成部分,对我国电力事业的发展具有推动性意义。根据对高压直流输电原理及系统运行的探讨,我们能够看出该系统在电力工程中的重要性,是未来电力发展的重要趋势。
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论文作者:李俊敏,王小茜,王春晓,闫建军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签:系统论文; 高压论文; 谐波论文; 稳定性论文; 稳定论文; 特高压论文; 可靠性论文; 《电力设备》2017年第22期论文;