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1、现代电力电子技术原理与应用,第七章在电力工业中的应用,2023/11/15,2,应用特点,高电压 大电流 大功率 高可靠性,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,3,应用实例,高压直流输电（HVDC）静止无功补偿（SVC、SVG）有源滤波器（APF）可控串联补偿 柔性（灵活）交流输电系统（FACTS）,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,4,新运营方式的技术支撑,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,5,最适合大容量、远距离输电的电能形态 线路造价较低 线路损耗较小 异步联接 可控制性好,高压直流输电（HVDC）,第七章 在电力工业中的应用,2023/11
2、/15,6,第七章 在电力工业中的应用,高压直流输电（HVDC）原理,双桥换流器,2023/11/15,7,等价距离,第七章 在电力工业中的应用,高压直流输电（HVDC）,2023/11/15,8,线损比较,第七章 在电力工业中的应用,高压直流输电（HVDC）,2023/11/15,9,HVDC的应用,长距离、大容量输电（能源基地到负荷中心）联络线（电力系统之间或电力企业之间）电缆输电（地下或海底）改造原有交流线路以增加输电容量,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,10,HVDC换流站的主要设备,换流器（包括换流变压器等）滤波器及无功补偿设备 控制系统 断路器等,第七章 在电力工
3、业中的应用,2023/11/15,11,第七章 在电力工业中的应用,双桥12脉动换流器直流电压（a 变化，u=0）,2023/11/15,12,第七章 在电力工业中的应用,双桥12脉动换流器直流电压（a 变化，u 0）,2023/11/15,13,HVDC换流器运行时产生的谐波（特征谐波）,交流侧：,直流侧：,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,14,HVDC换流器运行时产生的谐波,特征谐波：,非特征谐波：,第七章 在电力工业中的应用,由电路结构及工作方式决定而产生的谐波,由于理想条件不能满足而产生的谐波,2023/11/15,15,第七章 在电力工业中的应用,理想的假定条件,三
4、相交流电源对称、正弦、频率恒定 交流电网阻抗对称，忽略换流变压器激磁导纳 大电感平波电抗器，换流器直流侧电流为纯直流 特性理想的阀 桥阀等相位间隔依次触发,2023/11/15,16,HVDC换流站中的滤波器,交流侧滤波器 单调谐滤波器 双调谐滤波器 高通滤波器 直流侧滤波器,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,17,第七章 在电力工业中的应用,换流装置的功率因数（直观分析）,2023/11/15,18,第七章 在电力工业中的应用,换流装置的基波功率因数（工程应用）,2023/11/15,19,第七章 在电力工业中的应用,换流装置的功率因数分析,有功功率,基波无功功率,畸变无功功
5、率,2023/11/15,20,HVDC换流器运行时所需的无功功率,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,21,HVDC换流站中的无功补偿设备,交流侧滤波器兼作无功补偿 无功补偿电容器 调相机,第七章 在电力工业中的应用,弱系统中的电压支撑,2023/11/15,22,HVDC换流站的控制系统,复杂的数字控制系统,站控 极控 阀控,分层控制,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,23,HVDC系统常用控制运行方式,系统级控制,整流侧定电流、逆变侧定熄弧角 整流侧定电流、逆变侧定电压 整流侧定 角、逆变侧定电流,两侧换流器控制,定功率控制 调频控制,第七章 在电力工业中的
6、应用,2023/11/15,24,HVDC技术的发展历史,汞弧整流器，50kV/200A,真空管控制装置,第一个可控硅阀，50kV/200A,用作监控的显示器,悬挂式可控硅阀，150kV/914A,采用微型机的控制系统,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,25,轻型直流输电（HVDC Light）,较小容量的直流输电系统（200300MW以下）采用电压源型逆变器（由可关断器件构成）采用PWM技术,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,26,静止无功补偿装置（SVC）,在较弱的电力系统中维持稳定的电压 降低输电损耗 增加输电容量 增加瞬态稳定极限 对功率振荡起阻尼作用
7、改进电压控制及稳定性,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,27,晶闸管控制电抗器（TCR）,第七章 在电力工业中的应用,静止无功补偿装置（SVC）,2023/11/15,28,TCR波形图,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,29,晶闸管控制电抗器（TCR）,静止无功补偿装置（SVC）,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,30,晶闸管投切电容器（TSC）,第七章 在电力工业中的应用,静止无功补偿装置（SVC）,2023/11/15,31,“伴生”的谐波与无功问题 TSC兼作滤波器 按谐波情况投切（或按无功情况投切）,第七章 在电力工业中的应用,静止无功
8、补偿装置（SVC）：TSC的运行方式,2023/11/15,32,TCR分组投切TSC TCRFC TCRFC分组投切TSC,第七章 在电力工业中的应用,静止无功补偿装置（SVC）的组合方式,2023/11/15,33,TCRTSCFC,第七章 在电力工业中的应用,静止无功补偿装置（SVC）：原理框图,2023/11/15,34,TCRTSCFC,第七章 在电力工业中的应用,静止无功补偿装置（SVC）：布置框图,2023/11/15,35,静止无功发生器（SVG）：原理,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,36,静止无功发生器（SVG）：基波相量图,第七章 在电力工业中的应用,2
9、023/11/15,37,静止无功发生器（SVG）：基波相量图,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,38,第七章 在电力工业中的应用,静止无功发生器（SVG）：理想波形图,2023/11/15,39,第七章 在电力工业中的应用,静止无功发生器（SVG）：实际波形图,2023/11/15,40,瞬时无功理论：坐标变换,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,41,瞬时无功理论：瞬时功率定义,第七章 在电力工业中的应用,瞬时实功率（瞬时功率）,瞬时虚功率,2023/11/15,42,瞬时无功理论：瞬时功率分解,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,43,瞬时无功
10、理论：补偿电流的计算,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,44,有源电力滤波器（APF）：原理与波形,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,45,有源电力滤波器（APF）：电流源型,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,46,有源电力滤波器（APF）：电压源型,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,47,有源电力滤波器（APF）：控制框图,第七章 在电力工业中的应用,2023/11/15,48,可再生能源与电力系统互联,第七章 在电力工业中的应用,太阳能高频接口电路,2023/11/15,49,可再生能源与电力系统互联,第七章 在电力工业中的应用,三相工频接口电路,2023/11/15,50,在电力系统中的其它应用,动态电压恢复器（DVR）可控串联补偿器 统一潮流控制器（UPFC）柔性（灵活）交流输电系统（FACTS）,第七章 在电力工业中的应用,
