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下面对前面的一些难点有一些更深入的说法。第一、怎么样提升换流器的容量,这是大规模功率器件的规格,有3300的,有4500的,有6500的,下面是焊接和压接式的。典型的两个电压,一个是正负320kV,还有正负500kV,前面管子上能做到的输电容量。常规的LCC换流器容量,这个容量来看,VSC的容量,仅接近LCC的1/3。
怎么样提升这个容量呢?有三个途径:第一、采用新型功率器件,因为我们国家这块比较薄弱。现在能够着手做的就是后面两个,一个是功率器件串并联,还有组合式的换流器。一个是基于器件并联子模块拓扑,还有是基于器件串联的MMC拓扑。它的发展趋势,我们用串联,或者用并联,它都是有打折扣的。MMC行列式组合,是这个图,还有一种在这个基础上,为了提高整个系统的容错能力,提高可靠性,我们采用矩阵式的形式做,这应该也是以后的一个方向。
第二、直流故障的穿越技术,由于我们要混合,必须要用架空线,由此面临直流短路故障的穿越问题,我们常规用的是干桥式的子模块,这个交流通过二极管从这儿进行故障电流。这个都是通过跳开交流开关进行保护,故障恢复的时间也是相对比较长。现在有的新的解决方案,改变采用新的子模块的拓扑,它的基本原理,我有直流导入,把这个换流阀进行闭锁,一闭锁以后,把电容的电压反向的传到这个里边,阻断了交流的馈路的通道,完成了直流短路电流的清楚,阀一闭锁,清除完了,重新检索进行运行。这边我们可以看到,这是一个故障穿越的过程,直流短路电压跌下来,然后直流电流升上去,这个是我们一个闭锁,就是子模块电压一闭锁,我们会看到子模块电压稍微有所上升,电流降了以后,维持自己的电压,最后在故障清楚以后,来检索,是这样一种过程。
但是它的问题在于什么?我们在故障期间,这个阀是闭锁的,是不能控的,闭锁之后,之模块的电压发散是不一致的,再检索运行的时候,这儿是有冲击的,然后有一个过程,才能恢复过来。
第二、关键技术就是前面说到的协调控制。这里面首先比较关注的就是启动的这个控制。协调这里边提到了是LCC-VSC的启动控制。方式一是由VSC启动,这是一个可用的技术方案。还有一种技术方案,当VSC这端午没有电源,我们必须从常规这一侧来启动,这个时候常规直流先检索,把电压控制上来,从这个上面可以看到,当LCC进行直流电压控制,因为它本身是一个电流眼的换流器,所以它的直流电压本身控制不是很好。所以,我们在稳态的协调控制里面,我们建议的控制方式,就是VSC采用直流电压控制,而不是LCC控制直流电压。交流电压也是VSC来控制,LCC只是采用直流电流的控制方式,它就比较稳定了。然后我们可以看到,这个功率节点的时候也是比较稳定的。如果我们再细心看,它的功率响应时间由我们常规直流来决定的,因为如果用VSC的功率响应时间,反应不过来,直流母线会波动很大。
上面是讲STATCOM的协调控制技术,大家可能比较关心STATCOM这个技术是怎么接进去的。这个非常简单,常规直流有暂停,STATCOM这一层,通过协调控制的接口,用IEC6044/8,直接接到系统里面。它下行的功指令和滤波器的一些信息,上行就是它的一些运行状态等。
下面是协调控制里面的控制保护分层,一般是采用四层的结构,最上层,我们这个协调控制层,就是我们这个STATCOM因为它容量现在单套,只能做到100兆,对常规直流进行控制,就要有多套,这就涉及到协调控制。最上层是协调控制层,往下就是整个装置的控制层,再往下就是采用链STATCOM,再往下就是子模块控制层。
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