二、高壓直流輸電的一些原理

　　關(guān)于換流器的原理就不展開了，很多電力電子內(nèi)容，主要總結(jié)下直流輸電控制方式。

　　直流輸電控制系統(tǒng)的目標(biāo)是：

        1）保持直流功率、電壓、電流和控制角在穩(wěn)態(tài)值范圍內(nèi)；

        2）限制暫態(tài)過電壓和過電流；

        3）交直流系統(tǒng)故障后，在規(guī)定的響應(yīng)時間內(nèi)平穩(wěn)地恢復(fù)送電。

　　直流系統(tǒng)的主要優(yōu)勢就在于控制，其中也是比較復(fù)雜。

　　直流輸電基本控制模塊：

　　低壓限流控制(VDCOL)：低壓限流環(huán)節(jié)的任務(wù)是在直流電壓或交流電壓跌落到某個指令值時對直流電流指令進行限制。

　　定電流控制(CCA)：在極控制功能中定電流控制應(yīng)用最為廣泛。定電流控制的控制框圖如圖所示.在整流側(cè)，定電流控制器的輸入量是電流整定值TM3與實際電流TM4的偏差。

　　定熄弧角控制(AMAX)：絕大多數(shù)直流工程的熄弧角定值都在15°～18°的范圍內(nèi)，熄弧角這一變量可以直接測量，卻不能直接控制，只能靠改變換流器的觸發(fā)角來間接調(diào)節(jié)。熄弧角不僅與逆變側(cè)觸發(fā)角有關(guān)，還取決于換相電壓和直流電流的大小。

　　定電壓控制(VCAREG)：在整流和逆變方式下都設(shè)置了定電壓控制功能模塊，這個控制器的功能是用于降壓運行，但它也有利于正常方式運行，其控制也采用的是PI調(diào)節(jié)方式。

　　輔助控制模塊：

　　分接頭控制(TCC)：分接頭控制的目的是保持觸發(fā)角、熄弧角、直流電壓運行在指定范圍內(nèi)，分接頭控制的特點是調(diào)節(jié)速度比較慢。

　　無功功率控制(RPC)：不同的直流工程，濾波器和電容器分成幾組，由電力開關(guān)進行投切。

　　一般情況下，1）當(dāng)兩側(cè)交流系統(tǒng)中的電壓波動不大時，整流側(cè)采用定電流控制，逆變側(cè)采用定熄弧角控制。2）為了快速、精確地調(diào)節(jié)功率，整流側(cè)采用定電流控制(或定功率控制)，逆變側(cè)采用定直流電壓控制。

　　原因在于：整流側(cè)用定電流控制可以控制觸發(fā)角根據(jù)負載改變，定電壓控制保持逆變側(cè)觸發(fā)角恒定，這樣傳輸電流即功率傳輸大小可以通過整流側(cè)觸發(fā)角來控制.不過當(dāng)整流側(cè)觸發(fā)角達到最小值（大概5°），就不能繼續(xù)用定電流控制了，整流側(cè)觸發(fā)角只能恒定，也會變成定電壓控制了。

　　這塊和運行關(guān)系緊密，里面內(nèi)容挺復(fù)雜，自己也不是特別熟悉，只是總結(jié)個皮毛。

       三、高壓直流輸電系統(tǒng)分析的一些要點

　　1）換相失敗

　　換相失敗是直流系統(tǒng)比較關(guān)鍵且常見的故障。

　　當(dāng)換流器做逆變運行時，從被換相的閥電流過零算起，到該閥重新被加上正向電壓為止這段時間所對應(yīng)的角度，也稱為關(guān)斷角（熄弧角）。如果關(guān)斷角太小，以致晶閘管閥來不及完全恢復(fù)正常阻斷能力，又重新被加上正向電壓，它會自動重新導(dǎo)通，于是將發(fā)生倒換相過程，其結(jié)果將使該導(dǎo)通的閥關(guān)斷，而應(yīng)該關(guān)斷的閥繼續(xù)導(dǎo)通，稱為換相失敗。

　　換相失敗主要原因是交流系統(tǒng)故障，其使得逆變側(cè)換流母線電壓下降。在一定的條件下，有些換相失敗可以自動恢復(fù)。但是如果發(fā)生兩次或多次連續(xù)換相失敗，換流閥就會閉鎖，中斷直流系統(tǒng)的輸電通道，在嚴(yán)重的情況下可能會出現(xiàn)多個逆變站同時發(fā)生換相失敗，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰。

　　換相重疊角的影響：當(dāng)β>γ時，換相結(jié)束時，晶閘管能承受反壓而關(guān)斷。如果β<γ時（從圖右下角的波形中可清楚地看到），該通的晶閘管（VT2）會關(guān)斷，而應(yīng)關(guān)斷的晶閘管（VT1）不能關(guān)斷，最終導(dǎo)致逆變失敗。

　　2）無功補償

　　直流系統(tǒng)的無功計算，也是要分為常規(guī)計算和系統(tǒng)仿真兩部分。

　　采用普通晶閘管換流閥進行換流的高壓直流輸電換流站，一般均采用電網(wǎng)電源換相控制技術(shù)，其特點是換流器在運行中要從交流系統(tǒng)吸取大量的無功功率。與交換的有功功率成正比，在額定工況時整流裝置所需的無功功率約為有功功率的30%~50％，逆變裝置約為40%~60％。

　　常規(guī)計算的話，換流器消耗的無功功率可由下式表示：

　　P為換流器直流側(cè)功率，MW；φ為換流器的功率因數(shù)角；μ為換相角；α為整流器觸發(fā)角。當(dāng)換流器以逆變方式運行時，式中的α用γ代替，γ為逆變側(cè)關(guān)斷角。

　　當(dāng)然具體工程中，無功配置還涉及各種無功分組方案的比較，感性和容性都要考慮，但一般來說感性無功主要考慮小負荷方式無功過剩情況，很多時候計算出來是不需要配的。

　　然后就是系統(tǒng)仿真校核工作，就是用電力軟件仿真各種工況下穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的運行情況，故障方式下的穩(wěn)定情況。

　　提供所需無功功率最節(jié)省的方法是使用并聯(lián)電容器組。既然無功隨著所傳輸?shù)闹绷鞴β首兓捅仨毺峁┛汕袚Q的適當(dāng)容量的電容器組，以便穩(wěn)態(tài)直流電壓在各種負荷水平下保持在可接受范圍（通常±5%）。如果發(fā)電機在直流端附近，則對處理部分無功功率需求和保持穩(wěn)態(tài)電壓在可接受范圍內(nèi)是很有用處的。對于弱交流系統(tǒng)，或許有必要以靜止無功補償器（SVC）或靜止同步補償器（STATCOM）提供無功補償。

　　3）諧波抑制

　　換流器在交流側(cè)和直流側(cè)都要產(chǎn)生高次諧波。換流裝置對于交流側(cè)是一個諧波電流源，對于直流側(cè)則是一個諧波電壓源。交流側(cè)特征諧波舉例如下。

　　在理想工況的運行下，系統(tǒng)存在特征諧波。但是實際直流輸電工程的運行工況不可能是理想的，因此還存在非特征諧波。