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柔性直流輸電裝置

柔性直流輸電裝置

柔性直流輸電是基于電壓源換流器的高壓直流輸電系統,是當前最為先進的電力技術之一,主要采用IGBT/PP IGBT作為核心器件。


與同容量交流比較,具有無需無功補償和電網支撐換相、控制方式靈活、節省投資、減少占地及相同電壓下輸電距離長等諸多優勢,主要應用領域包括:遠距離大功率輸電;新能源接入,如水電廠、風電場(尤其是海上風電場)、潮汐電站、太陽能電站等;不同額定頻率或相同額定頻率的交流系統間的非同步運行;構筑城市直流輸配電網;偏遠地區供電;海上供電等。


直流輸電

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,然后送往另一個換流站逆變成三相交流電的輸電方式。


①  節省材料和走廊,線路造價低
②  無電容電流,損耗小
③  兩端交流系統無需同步
④  互聯后交流系統短路容量不顯著增大
⑤  控制靈活,調節迅速
⑥  有助于提高系統穩定性


柔性直流輸電

基于采用全控功率器件(IGBT等)和脈寬調制(PWM)的電壓源換流器(VSC)的直流輸電技術,因此被稱為VSC-HVDC,又稱 HVDC Light(ABB)、HVDC PLUS(SIEMENS)。榮信匯科自主研發、設計、制造的智能柔性直流輸電成套設備命名為:HVDC Smart。


①   無換相失敗,受端可為無源網絡
②   有功和無功功率獨立控制
③   諧波小,對濾波器要求低
④   可作靜止無功發生器運行
⑤   換流站間無需通訊
⑥   潮流反轉時直流電壓極性不變,利于構成多端系統
⑦   更適用于可再生能源并網、孤島供電、城市配電網增容改造等應用場合  


柔性直流輸電是智能全控能源互聯網的關鍵技術,也是當今世界電力電子領域難度最高的技術之一。






  •  若干相同功率模塊串聯產生高電壓
      功率模塊可采用多種拓撲結構
       通過控制功率器件導通/關斷將功率模塊
  •   (電 容電壓)接入/退出工作主回路
      通過控制相單元內功率模塊接入數不變,
  •     產生恒定的直流電壓波形
      通過分別控制上、下橋臂功率模塊接入
  •     數按正弦規律變化,產生階梯正弦交流電壓
  •     波形



柔性直流系統單線拓撲圖










    低損耗,輸電效率高于99%以上,布局靈活,易擴展

    全新模塊化多電平換流閥控制,兼容不同類型功率模塊拓撲        及混聯

    廣泛適應于交直流聯網、孤島、電網故障等工況下柔性直流        系 統的安全穩定控制

    高速實時控制,控制周期最小50μs

    先進的電容電壓不平衡控制技術,不平衡度實時可調,優          化、平衡損耗與性能的關系

 優化的變開關頻率控制,50Hz-160Hz根據負載不同智能調節

 優異環流抑制技術,橋臂環流<1%

 閥控在50μs內實現快速過流保護閉鎖功能

 雙冗余系統,可實現300μs快速無擾動平穩切換

 有功階躍響應時間≤80ms,無功階躍響應時間≤60ms



 兼容多種標準通訊協議設計,包括IEC61850、IEC60044-8、AURORA等通訊協議

 全光纖傳輸,高抗擾能力


 擴展性強,支持超3000節點的換流器控制
  512級模塊不分組電壓平衡高速控制技術,可滿足單閥組端間電壓1000kV以上控制需求




 基于壓接式PP IGBT和非器件串聯功率模塊拓撲

 防爆封裝,高度安全可靠性

 雙面散熱,高功率密度,使用壽命長

 2ms內自動高速旁路冗余模式,提高產品可用率

分體結構,便于維護







 1、換流閥

  6、直流電壓控制性能

  額定電壓

  ≤±800kV

  直流電壓控制精度

  誤差±1%

  額定容量

  ≤5000MW

  直流電壓階躍響應時間

  <50ms

  額定電流

  ≤3125A

  7、換流閥控制性能

  2、功率模塊

  電容電壓不平衡度

  ≤5%

  器件標稱電壓

  4500V

  橋臂環流

  <1%

  器件標稱電流

  1500/2100/3000A

  8、故障處理與冗余切換

  拓撲

  半橋/全橋

  雙套控制冗余切換時間

  ≤300μs

  冷卻方式

  水冷

  雙套控制失電保護動作時間

  <1ms

  3、控制保護硬件性能

  9、使用環境

  換流器控制周期

  100μs

  海拔高度

  ≤3000m

  閥控控制周期

  50μs

  溫度

  0~45

  換流器控制到閥延時

  350μs

  濕度

  <90%

  閥控到閥延時

  80μs

  地震烈度

  9度

  快速過流保護延時

  50μs

  污穢等級

  戶內(微正壓)

  4、有功功率控制性能

  10、使用與壽命

  有功功率控制精度

  誤差±1%

  設計壽命

  40年

  有功功率階躍響應時間

  ≤80ms

  年強迫停運次數

  <3

  5、無功功率控制性能

  11、其他

  無功功率控制精度

  誤差±1%

  絕緣方式

  空氣絕緣

  無功功率階躍響應時間

  ≤60ms

  冷卻方式

  水-風或水-水

  交流電壓控制精度

  誤差±1%

  防護等級

  IP54

  交流電壓控制響應時間

  <60ms

 



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