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图1 全球能源互联网(GPI)
为了实现GPI及其目标,需要改变目前电力系统开发和使用能源的方式,寻求更加高效、灵活、可靠的输电方式和途径。在这种形势下,基于电压源换流器(VSC)的高压直流(HVDC)输电技术以其独特的优势,吸引了国内外研究学者的注意,成为电网“新星”,被认为是实现GPI最有效和最有前景的技术途径之一。
主要内容
VSC-HVDC关键技术
集如此多优势于一身的柔性直流输电技术自然会受到世界各国的青睐,如美、英、德三国都规划在2020年前建设50条左右的柔性直流输电线路。全球能源互联网研究院副院长,“先进输电技术国家重点实验室”主任汤广福(本文作者)也提出:“柔性直流输电将会成为直流电网中最主要的输电方式。”
但VSC-HVDC的大力发展离不开其关键技术的应用和技术难题的攻克,这些关键技术包括:系统设计技术、VSC-HVDC结构、过电压与绝缘配合、控制保护系统、换流站布局及VSC-HVDC设备。每一种都涉及到VSC-HVDC工程建设的方方面面。
系统设计包含研究、设计和工程,每个环节又涉及多个内容,如图2所示。
图2 VSC-HVDC系统设计具体内容
过电压与绝缘配合研究就是根据系统可能出现的过电压(操作过电压和雷电过电压)情况,确定系统中需要安装的避雷器的额定电压等级和位置。图2给出一种典型的换流站避雷器布置方案,表1为在不同的故障下避雷器承受过电压的情况。
图3 HVDC换流站典型的避雷器布置方案
表1 不同故障下各避雷器上可能出现的过电压应力
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