直流輸電系統(tǒng)調(diào)節(jié)

直流輸電系統(tǒng)調(diào)節(jié)

1.1直流輸電系統(tǒng)可以從如下兩個方面調(diào)整輸送的直流電

和直流功率：

1)調(diào)整整流器的觸發(fā)滯后角或逆變器的觸發(fā)超前角，即調(diào)整加到換流閥掌握極或柵極的觸發(fā)脈沖的相位，簡稱掌握極調(diào)整。

2)調(diào)整換流器的溝通電勢，一般靠轉(zhuǎn)變換流變壓器的分接頭來實(shí)現(xiàn)。

用掌握極進(jìn)行調(diào)整，不但調(diào)整范圍大，而且特別快速，是直流輸電系統(tǒng)的主要調(diào)整手段。調(diào)整換流變壓器分接頭則速度緩慢且范圍有限，所以只作為掌握極調(diào)整的補(bǔ)充。

1.2掌握極調(diào)整方式

掌握極調(diào)整通常采納兩種調(diào)整方式：整流側(cè)均采納定電流調(diào)整方式，逆變側(cè)常采納定關(guān)斷余裕角調(diào)整或定電壓(直流)調(diào)整方式之一。

1)定電流定關(guān)斷余裕角調(diào)整

一般在整流器上都裝有定電流調(diào)整裝置，自動地保持電流為定值。定電流調(diào)整不但可以改善直流輸電的運(yùn)行性能。同時也可以限制過電流和防止換流器過載，所以它是直流輸電系統(tǒng)基本的調(diào)整方式。定電流調(diào)整的基本原理是把系統(tǒng)實(shí)際電流和電流整定值進(jìn)行比較，當(dāng)消失差別時，便轉(zhuǎn)變整流器的觸發(fā)角，使差值消逝或削減，以保持等于或接近于。圖3.2(a)表明它的工作原理和穩(wěn)態(tài)特性。設(shè)原運(yùn)行點(diǎn)為A，整流器觸發(fā)角，直流電流為。若由于某種緣由逆變側(cè)溝通電壓從下降到，而整流器又無自動調(diào)整時，則新的運(yùn)行點(diǎn)將移到B''''點(diǎn)，電流大于。當(dāng)裝有電流調(diào)整器時，則在它的作用下，。角快速地增大到，使工作點(diǎn)從A移向B，最終穩(wěn)定在B點(diǎn)，電流便恢復(fù)到Ida。同理，逆變側(cè)的電壓上升或整流側(cè)的溝通電壓波動時，也能保持等于?？梢娫陔娏髡{(diào)整器的作用下，運(yùn)行點(diǎn)將在垂直線AB上移動。直線AB即整流器定電流調(diào)整器的伏安特性，稱為定電流特性。定電流特性有肯定的范圍，當(dāng)逆變側(cè)溝通電壓上升或整流側(cè)溝通電壓下降超過某肯定值時，即使電流調(diào)整器將角削減到上限值，電流也不能恢復(fù)正常，因而整流器被限制在=特性上運(yùn)行。這時系統(tǒng)運(yùn)行在定特性和定特性的交點(diǎn)上(C點(diǎn))，這時即使成穩(wěn)定運(yùn)行，也簡單引起電流大幅度波動，為了保證逆變器的平安運(yùn)行，削減發(fā)生換相失敗的幾率，要求逆變器的關(guān)斷越前角不小于關(guān)斷余裕角(包括可控硅正向阻斷力量恢復(fù)時間所對應(yīng)的角度和肯定的平安裕度)。另外，為了盡可能提高逆變器的功率因數(shù)，又盼望它在較小的角狀態(tài)下運(yùn)行。因此逆變器一般都設(shè)有定關(guān)斷余裕角的調(diào)整裝置，使其運(yùn)行在定特性上。為了克服上述缺點(diǎn)，在逆變側(cè)也裝有電流調(diào)整器，其電流整定值比整流側(cè)的小一個電流裕額，即為。在正常時，系統(tǒng)運(yùn)行在整流側(cè)定電流特性與逆變側(cè)定特性的交點(diǎn)。當(dāng)逆變側(cè)溝通電壓上升或整流側(cè)溝通電壓下降較多，致使整流側(cè)轉(zhuǎn)入定運(yùn)行時，逆變側(cè)即轉(zhuǎn)入定電流運(yùn)行，系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)分別移到B或C點(diǎn)。運(yùn)行在這些點(diǎn)都是穩(wěn)定的，僅運(yùn)行電流略有減小。設(shè)置電流裕額是為了避開兩側(cè)定電流特性重迭而引起運(yùn)行點(diǎn)漂移不定。一般取=(0.1~1.15)，以保證計(jì)及兩側(cè)電流測量誤差后，兩條定電流特性不至于重疊。

2)定電流和定電壓(直流)調(diào)整方式

在這種方式中整流器仍按定電流調(diào)整，逆變器則按直流線路末端(或始端)電壓保持肯定的方式調(diào)整。定電壓調(diào)整的原理和定電流調(diào)整相像，僅反饋量或被調(diào)整量改為相應(yīng)的直流電壓。為了防止換相失敗，逆變器仍需裝設(shè)調(diào)整器，不過它只有在時才進(jìn)行調(diào)整，因此又稱為限制器。這種調(diào)整方式適用于受端溝通系統(tǒng)等值(短路)阻抗較大(弱系統(tǒng))的場合，它有利于提高換流站溝通電壓的穩(wěn)定性。定電壓調(diào)整的另一優(yōu)點(diǎn)是，在輕負(fù)載(直流電流小于額定值)運(yùn)行時，由于逆變器的角比滿載運(yùn)行時大，對防止換相失敗更為有利。定電壓調(diào)整方式的缺點(diǎn)是：在額定條件運(yùn)行時為了保證直流電壓有肯定的調(diào)整范圍，逆變器的角略大于，也就是系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)要在定特性之下，此時逆變器的額定功率因數(shù)和直流電壓要比定關(guān)斷余裕角調(diào)整方式的要低一些，亦即消耗的無功功率較多，換流器的利用率較低。不過，假如在角偏離值不大的范圍內(nèi)，把限制器的響應(yīng)速度做得比定電壓調(diào)整的慢一些，則滿負(fù)載時逆變器也可運(yùn)行于~的狀態(tài)。

1.3.1定功率模式

定功率掌握模式是直流輸電工程的主要掌握方式。依據(jù)這一掌握方式，掌握系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)將指定的功率測控點(diǎn)的直流功率，保持在主控站運(yùn)行人員整定的功率定值上。一般把直流功率測控點(diǎn)設(shè)在整流站直流線路的出口。

通常，對直流輸電輸送功率的掌握是通過轉(zhuǎn)變直流電流調(diào)整器的電流整定值來實(shí)現(xiàn)的。對于一個單極直流輸電系統(tǒng)，將單極功率定值除以直流電壓之和，便得到了直流電流調(diào)整器的電流定值。這種掌握方式可以充分發(fā)揮直流電流調(diào)整回路的快速響應(yīng)特性。另外，為了防止在暫態(tài)過程中，電流定值因直流電壓可能產(chǎn)生猛烈變化而大幅度波動，需要對直流電壓信號進(jìn)行濾波處理。

直流功率定值及功率從一個定值向另一個定值的變化率由運(yùn)行人員給定。另外，也可將其它功率調(diào)制信號疊加在功率定值上，以實(shí)現(xiàn)需要的功率調(diào)制功能。

功率掌握應(yīng)當(dāng)保證在雙極對稱運(yùn)行狀況下，流過每始終流極導(dǎo)體的電流相等，盡量削減接地極電流。同理，對于單極非大地回線方式運(yùn)行的系統(tǒng)，流過每始終流極導(dǎo)體的電流也應(yīng)當(dāng)相等。當(dāng)采納大地回線方式或雙極運(yùn)行時，由于受到條件的限制或其它緣由不行能使極線電流達(dá)到平衡，才容許接地電流增大。假如直流系統(tǒng)某一極的輸電力量下降，導(dǎo)致實(shí)際的直流傳輸功率減小，那么雙極功率掌握應(yīng)當(dāng)增大另一極電流，自動而快速地把直流傳輸功率恢復(fù)到盡可能接近功率定值水平，另一極的電流可以增大到該極的固有過負(fù)荷水平，或短時過負(fù)荷水平。當(dāng)流過極線的電流超過設(shè)備的連續(xù)過負(fù)荷力量時，功率掌握應(yīng)當(dāng)向系統(tǒng)運(yùn)行人員發(fā)出報(bào)警信號，并在使用規(guī)定的過負(fù)荷力量之后，自動地把直流功率降低到平安水平。當(dāng)一極閉鎖或清除直流線路故障時，雙極功率掌握應(yīng)將故障極損失的功率盡可能轉(zhuǎn)移到健全極。

1.3.2定電流模式

所謂定電流掌握模式，就是保持直流極線電流為整定值。由于通常定電流掌握環(huán)路的響應(yīng)比定功率掌握環(huán)路快，因而直流系統(tǒng)在遭受猛烈擾動時，可以考慮把掌握方式從定功率掌握切換到定電流掌握，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

在定功率掌握模式狀況下，若兩換流站間通信回路發(fā)生故障時，掌握系統(tǒng)則從定功率掌握自動轉(zhuǎn)換到定電流掌握，此時逆