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三、柔性直流输电系统应用场合
柔性直流输电系统主要应用在如下场合:
(1) 向远地负载供电,如远离电网的负荷,油田,钻井,海岛等,采用交流架空线输电往往代价高,或者不可能,所以这些地方常用当地发电,最常用的燃料是柴油,不 仅造成环境污染,而且燃料运输需要成本,再加上维护,代价也很高,有了柔性直流输电技术后,将这些负荷通过柔性直流输电系统和电网相连,降低了供电成本, 同时改善了环境。
我国拥有7000余个海岛,孤岛供电对缓解土地资源紧缺、充分利用资源意义重大。柔性直流输电可在保证电力系统稳定的前提下,通过环流技术将不同频率 的交流电转化为直流,用于实现两个交流系统的互联;通过对自身电流的快速控制,有效限制互联系统的短路容量。另外,由于直流线路在投资、运行费用、长距离 传输等方面具有优势,因此在隔海输电的情况下,技术经济指标往往优于交流输电方案。
(2) 可再生能源发电并网或小规模发电厂并网,如风能发电,太阳能发电,潮汐发电,小水电厂以及海上钻井平台的气体涡轮发电等,这些电厂由于地域和环境限制,往 往远离电网和主负荷区,如何将这些地域分散、规模较小的电厂用较低成本连接到电网是一个待解决的问题。VSC-HVDC技术的出现解决了这一问题,它的一 个优点是允许发电机工作在不同于电网的频率甚至是变频率方式。VSC-HVDC对交流电压的控制能力尤其适合于风力发电的传输,紊乱的风流等原因会引起风 力发电电压闪变,而VSC-HVDC 用一定电压控制策略可以将电压稳定在常数值。
如瑞典Gotland 风力发电工程,其功率50MW,±80kV,70km 长,采用柔性直流输电方式传输,其反馈电压外环能够使得电压在50ms内阶跃至新的设定值。
随着“十二五”新能源政策的实施,我国开始大力推广太阳能、陆上风电等新能源利用,同时积极开发海上风电。但是新能源发电往往具有不可预测、流量较 小、比较分散等特点。尤其是海上风电,风电场远离陆地,用普通的方式输电损耗太大,同时虽然数量很多但规模较小大多为数百万兆瓦等级,因此柔性直流输电是 海上风电场并网的唯一方式。
(3) 城市中心区电力增容。随着城市人口膨胀和城区合理规划,要在城区进行电力传输架空线的施工变得日益困难,另一方面,交流长距离传输对地有注入电流,需要添 加补偿设备,如并联电抗器或者电容器等,VSC-HVDC采用地埋式电缆,既不会影响城市市容,也不会有电磁干扰,同时也适合长距离电力传输。
(4)同步/异步电网之 间互联,可用于多个相同或不同频率的电网互联,构成大区域电网;电网与电网之间一方面可以进行有功潮流输送,紧急无功支撑,对电网可靠性提供强有力的保 证;另一方面,通过柔性直流将多个电网互联,可以隔离电网之间故障的进一步恶化,这也是柔性直流发展重要的应用场合之一。
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