1、現(xiàn)代電力電子技術原理與應用,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,2,應用特點,高電壓 大電流 大功率 高可靠性,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,3,應用實例,高壓直流輸電（HVDC） 靜止無功補償（SVC、SVG） 有源濾波器（APF） 可控串聯(lián)補償 柔性（靈活）交流輸電系統(tǒng)（FACTS） ,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,4,新運營方式的技術支撐,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,5,最適合大容量、遠距離輸電的電能形態(tài) 線路造價較低 線路損耗較小 異步聯(lián)接 可控制性好,高壓直流輸電（HVDC）,第七章 在電力工業(yè)中的應用,20

2、20年8月22日,6,第七章 在電力工業(yè)中的應用,高壓直流輸電（HVDC）原理,雙橋換流器,2020年8月22日,7,等價距離,第七章 在電力工業(yè)中的應用,高壓直流輸電（HVDC）,2020年8月22日,8,線損比較,第七章 在電力工業(yè)中的應用,高壓直流輸電（HVDC）,2020年8月22日,9,HVDC的應用,長距離、大容量輸電（能源基地到負荷中心） 聯(lián)絡線（電力系統(tǒng)之間或電力企業(yè)之間） 電纜輸電（地下或海底） 改造原有交流線路以增加輸電容量,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,10,HVDC換流站的主要設備,換流器（包括換流變壓器等） 濾波器及無功補償設備 控制系統(tǒng) 斷路器等

3、,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,11,第七章 在電力工業(yè)中的應用,雙橋12脈動換流器直流電壓（a 變化，u = 0 ）,2020年8月22日,12,第七章 在電力工業(yè)中的應用,雙橋12脈動換流器直流電壓（a 變化，u 0 ）,2020年8月22日,13,HVDC換流器運行時產(chǎn)生的諧波（特征諧波）,交流側(cè)：,直流側(cè)：,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,14,HVDC換流器運行時產(chǎn)生的諧波,特征諧波：,非特征諧波：,第七章 在電力工業(yè)中的應用,由電路結(jié)構(gòu)及工作方式?jīng)Q定而產(chǎn)生的諧波,由于理想條件不能滿足而產(chǎn)生的諧波,2020年8月22日,15,第七章 在電力工業(yè)中

4、的應用,理想的假定條件,三相交流電源對稱、正弦、頻率恒定 交流電網(wǎng)阻抗對稱，忽略換流變壓器激磁導納 大電感平波電抗器，換流器直流側(cè)電流為純直流 特性理想的閥 橋閥等相位間隔依次觸發(fā),2020年8月22日,16,HVDC換流站中的濾波器,交流側(cè)濾波器 單調(diào)諧濾波器 雙調(diào)諧濾波器 高通濾波器 直流側(cè)濾波器,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,17,第七章 在電力工業(yè)中的應用,換流裝置的功率因數(shù)（直觀分析）,2020年8月22日,18,第七章 在電力工業(yè)中的應用,換流裝置的基波功率因數(shù)（工程應用）,2020年8月22日,19,第七章 在電力工業(yè)中的應用,換流裝置的功率因數(shù)分析,有功功率

5、,基波無功功率,畸變無功功率,2020年8月22日,20,HVDC換流器運行時所需的無功功率,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,21,HVDC換流站中的無功補償設備,交流側(cè)濾波器兼作無功補償 無功補償電容器 調(diào)相機,第七章 在電力工業(yè)中的應用,弱系統(tǒng)中的電壓支撐,2020年8月22日,22,HVDC換流站的控制系統(tǒng),復雜的數(shù)字控制系統(tǒng),站控 極控 閥控,分層控制,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,23,HVDC系統(tǒng)常用控制運行方式,系統(tǒng)級控制,整流側(cè)定電流、逆變側(cè)定熄弧角 整流側(cè)定電流、逆變側(cè)定電壓 整流側(cè)定 角、逆變側(cè)定電流,兩側(cè)換流器控制,定功率控制 調(diào)頻控

6、制,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,24,HVDC技術的發(fā)展歷史,汞弧整流器，50kV/200A,真空管控制裝置,第一個可控硅閥，50kV/200A,用作監(jiān)控的顯示器,懸掛式可控硅閥，150kV/914A,采用微型機的控制系統(tǒng),第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,25,輕型直流輸電（HVDC Light）,較小容量的直流輸電系統(tǒng)（200300MW以下） 采用電壓源型逆變器（由可關斷器件構(gòu)成） 采用PWM技術,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,26,靜止無功補償裝置（SVC）,在較弱的電力系統(tǒng)中維持穩(wěn)定的電壓 降低輸電損耗 增加輸電容量 增加瞬態(tài)穩(wěn)

7、定極限 對功率振蕩起阻尼作用 改進電壓控制及穩(wěn)定性,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,27,晶閘管控制電抗器（TCR）,第七章 在電力工業(yè)中的應用,靜止無功補償裝置（SVC）,2020年8月22日,28,TCR波形圖,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,29,晶閘管控制電抗器（TCR）,靜止無功補償裝置（SVC）,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,30,晶閘管投切電容器（TSC）,第七章 在電力工業(yè)中的應用,靜止無功補償裝置（SVC）,2020年8月22日,31,“伴生”的諧波與無功問題 TSC兼作濾波器 按諧波情況投切（或按無功情況投切）,第七章

8、 在電力工業(yè)中的應用,靜止無功補償裝置（SVC）：TSC的運行方式,2020年8月22日,32,TCR分組投切TSC TCRFC TCRFC分組投切TSC ,第七章 在電力工業(yè)中的應用,靜止無功補償裝置（SVC）的組合方式,2020年8月22日,33,TCR TSC FC,第七章 在電力工業(yè)中的應用,靜止無功補償裝置（SVC）：原理框圖,2020年8月22日,34,TCR TSC FC,第七章 在電力工業(yè)中的應用,靜止無功補償裝置（SVC）：布置框圖,2020年8月22日,35,靜止無功發(fā)生器（SVG）：原理,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,36,靜止無功發(fā)生器（SVG）：基

9、波相量圖,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,37,靜止無功發(fā)生器（SVG）：基波相量圖,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,38,第七章 在電力工業(yè)中的應用,靜止無功發(fā)生器（SVG）：理想波形圖,2020年8月22日,39,第七章 在電力工業(yè)中的應用,靜止無功發(fā)生器（SVG）：實際波形圖,2020年8月22日,40,瞬時無功理論：坐標變換,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,41,瞬時無功理論：瞬時功率定義,第七章 在電力工業(yè)中的應用,瞬時實功率（瞬時功率）,瞬時虛功率,2020年8月22日,42,瞬時無功理論：瞬時功率分解,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,43,瞬時無功理論：補償電流的計算,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,44,有源電力濾波器（APF）：原理與波形,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,45,有源電力濾波器（APF）：電流源型,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,46,有源電力濾波器（APF）：電壓源型,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,47,有源電力濾波器（APF）：控制框圖,第七章 在電力工業(yè)中的應用,2020年8月22日,48,可再生能源與電力系統(tǒng)互聯(lián),第七章 在電力工業(yè)中的應用,