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                      柔性直流输电装置

                      柔性直流输电装置

                      柔性直流输电是基于电压源换流器的高压直流输电系统,是当前最为先进的电力技术之一,主要采用IGBT/PP IGBT作为核心器件。


                      与同容量交流比较,具有无需无功补偿和电网支撑换相、控制方式灵活、节省投资、减少占地及相同电压下输电距离长等诸多优势,主要应用领域包括:远距离大功率输电;新能源接入,如水电厂、风电场(尤其是海上风电场)、潮汐电站、太阳能电站等;不同额定频率或相同额定频率的交流系统间的非同步运行;构筑城市直流输配电网;偏远地区供电;海上供电等。


                      直流输电

                      高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电,然后送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。


                      ①  节省材料和走廊,线路造价低
                      ②  无电容电流,损耗小
                      ③  两端交流系统无需同步
                      ④  互联后交流系统短路容量不显著增大
                      ⑤  控制灵活,调节迅速
                      ⑥  有助于提高系统稳定性


                      柔性直流输电

                      基于采用全控功率器件(IGBT等)和脉宽调制(PWM)的电压源换流器(VSC)的直流输电技术,因此被称为VSC-HVDC,又称 HVDC Light(ABB)、HVDC PLUS(SIEMENS)。荣信汇科自主研发、设计、制造的智能柔性直流输电成套设备命名为:HVDC Smart。


                      ①   无换相失败,受端可为无源网络
                      ②   有功和无功功率独立控制
                      ③   谐波小,对滤波器要求低
                      ④   可作静止无功发生器运行
                      ⑤   换流站间无需通讯
                      ⑥   潮流反转时直流电压极性不变,利于构成多端系统
                      ⑦   更适用于可再生能源并网、孤岛供电、城市配电网增容改造等应用场合  


                      柔性直流输电是智能全控能源互联网的关键技术,也是当今世界电力电子领域难度最高的技术之一。






                      •  若干相同功率模块串联产生高电压
                          功率模块可采用多种拓扑结构
                           通过控制功率器件导通/关断将功率模块
                      •   (电 容电压)接入/退出工作主回路
                          通过控制相单元内功率模块接入数不变,
                      •     产生恒定的直流电压波形
                          通过分别控制上、下桥臂功率模块接入
                      •     数按正弦规律变化,产生阶梯正弦交流电压
                      •     波形



                      柔性直流系统单线拓扑图










                          低损耗,输电效率高于99%以上,布局灵活,易扩展

                          全新模块化多电平换流阀控制,兼容不同类型功率模块拓扑        及混联

                          广泛适应于交直流联网、孤岛、电网故障等工况下柔性直流        系 统的安全稳定控制

                          高速实时控制,控制周期最小50μs

                          先进的电容电压不平衡控制技术,不平衡度实时可调,优          化、平衡损耗与性能的关系

                       优化的变开关频率控制,50Hz-160Hz根据负载不同智能调节

                       优异环流抑制技术,桥臂环流<1%

                       阀控在50μs内实现快速过流保护闭锁功能

                       双冗余系统,可实现300μs快速无扰动平稳切换

                       有功阶跃响应时间≤80ms,无功阶跃响应时间≤60ms



                       兼容多种标准通讯协议设计,包括IEC61850、IEC60044-8、AURORA等通讯协议

                       全光纤传输,高抗扰能力


                       扩展性强,支持超3000节点的换流器控制
                        512级模块不分组电压平衡高速控制技术,可满足单阀组端间电压1000kV以上控制需求




                       基于压接式PP IGBT和非器件串联功率模块拓扑

                       防爆封装,高度安全可靠性

                       双面散热,高功率密度,使用寿命长

                       2ms内自动高速旁路冗余模式,提高产品可用率

                      分体结构,便于维护







                       1、换流阀

                        6、直流电压控制性能

                        额定电压

                        ≤±800kV

                        直流电压控制精度

                        误差±1%

                        额定容量

                        ≤5000MW

                        直流电压阶跃响应时间

                        <50ms

                        额定电流

                        ≤3125A

                        7、换流阀控制性能

                        2、功率模块

                        电容电压不平衡度

                        ≤5%

                        器件标称电压

                        4500V

                        桥臂环流

                        <1%

                        器件标称电流

                        1500/2100/3000A

                        8、故障处理与冗余切换

                        拓扑

                        半桥/全桥

                        双套控制冗余切换时间

                        ≤300μs

                        冷却方式

                        水冷

                        双套控制失电保护动作时间

                        <1ms

                        3、控制保护硬件性能

                        9、使用环境

                        换流器控制周期

                        100μs

                        海拔高度

                        ≤3000m

                        阀控控制周期

                        50μs

                        温度

                        0~45

                        换流器控制到阀延时

                        350μs

                        湿度

                        <90%

                        阀控到阀延时

                        80μs

                        地震烈度

                        9度

                        快速过流保护延时

                        50μs

                        污秽等级

                        户内(微正压)

                        4、有功功率控制性能

                        10、使用与寿命

                        有功功率控制精度

                        误差±1%

                        设计寿命

                        40年

                        有功功率阶跃响应时间

                        ≤80ms

                        年强迫停运次数

                        <3

                        5、无功功率控制性能

                        11、其他

                        无功功率控制精度

                        误差±1%

                        绝缘方式

                        空气绝缘

                        无功功率阶跃响应时间

                        ≤60ms

                        冷却方式

                        水-风或水-水

                        交流电压控制精度

                        误差±1%

                        防护等级

                        IP54

                        交流电压控制响应时间

                        <60ms

                       



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