柔性直流输电整体解决方案

 

客户需求

柔性直流输电是一种新型直流输电技术采用了基于可关断电力电子器件IGBT的电压源型换流器及先进的控制策略不仅能够实现功率的高效传输而且能够对交流系?#31243;?#20379;动态无功功率支持柔性直流输电技术是当今世界电力电子技术应用领域的制高点也是智能电网关键技术之一与采用晶闸管的传统直流输电相比其系统反应速度快可控性较好运行方式灵活可以更大程度地减少系统短路电流还能向无源电网供电是预?#26469;?#38754;积区域停电实现远距离孤立孤立电网送电的有效途径柔性直流输电技术是当前国际公?#31995;?#39118;电场光伏发电等可再生能源并网最佳技术解决方案不仅具备优异的风电场并网性能和较强的抗干扰能力而?#19968;?#33021;有效改善低电压穿越能力满足并网系统对暂态性能的要求欧洲多个国家?#23478;?#32463;规划和建设了大量的海上风电场其容量都在数百兆瓦的等级并且其中已经有部分使用了柔性直流输电进行系统接入目前我国风能太阳能资源开发集中度高且远离负荷中心柔性直流输电技术以其显著的技术特点和优势在我国的新能源并网领域具有广阔的应?#20204;?#26223;此外柔性直流输电技术在孤岛供电和城市配网供电领域以及构筑未来的直流输电网络方面同样具有较大的应?#20204;?#21147;

方案概述

柔性直流输电是一种以电压源换流器可关断器件和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术与传统的基于线控换流器技术的LCC-HVDC不同VSC-HVDC可以对有功功率和无功功率进行解耦控制实现?#21335;?#38480;运行在对输送的有功功率进行快速灵活控制的同时还能够动态补偿交流母线的无功功率稳定交流母线的电压起到STATCOM的作用因此VSC-HVDC既可以向故障系统紧急支援有功功率又可以紧急支援无功功率从而提高了系统稳定性

典型的两端柔性直流输电系统解决方案如下图所示送端站和受端站均采用了VSC结构换流站一次设备主要包括换流阀换流变压器桥臂电抗器等换流阀实现交直流变换功能其每个桥臂由多达数百个的子模块级联而成换流变压器实现将网侧电压变换成适合换流阀最佳运行区间的电压桥臂电抗器则是交直流系统实现功率传输的纽带同时还可以起到?#31181;?#25925;障电流和桥臂间环流的作用换流?#24452;?#27425;设备主要是直流控制保护系统其是整个换流站的大脑实现对柔性直流输电系统的运行控制和监?#21491;?#21450;保护功能

                                  

                                                           图  柔性直流输电系统

南瑞集团作为柔性直流输电技术的自主创新者与电力系统保护控制领域的领导厂商凭借其电网安全稳定控制的多年经验在柔性直流输电技术领域中?#21491;?#27425;设备的换流阀到二次的控制保护系统和直流测量系统南瑞都能为您提供优质的解决方案

技术亮点

换流阀具有如下技术亮点

采用先进的多电平技术

满足不同电压等级和容量的工程需求

结构紧凑占地面积小

基于全局多目标优化技术损耗低故障穿越能力强安全裕度高

子模块采用模块化抽拉式设计维护及检修非常方便

阀塔采用标准组件式设计厂内完成阀段组装现场吊装成塔即可施工简单工期短

高速高集成度的阀控系统可同时实现数百乃至上千阀模块的整体协调控制控制可无?#37038;?#24179;行扩展有利于高电压等级更多模块数的应用

PCS-9520柔性直流输电控制保护系统为嵌入式分层分?#38469;?#31995;统?#20945;?#38754;向对象的原则设计以完全冗余配置实现高可靠性与高可用率具有如下显著特点

支持各种电压等级的柔直应用

融合模块控制阀控制和上层控制的多层联合优化控制技术实现柔性直流输电系统的低损耗高可靠性运行

拥有优化的多端柔直协调控制策略和快速的多端直流线路故障定位方法在实现多端柔性直流输电系统应用时具有很好的优势

包含精心设计的交流故障穿越控制风电并网控制无源启动控制等功能能更好的实现新能源接入无源地区供电等应用

基于嵌入式硬件技术的高性能分散分?#38469;?#31995;统光纤现场总线?#20945;?#38754;向对象的原则设计以完全冗余配置实现高可靠性与高可用率

支持IEC-61850规约支持多种技术换流阀接口支持各种集控方案开放性好

友好的可视化编程维护一体工具软件集编程在线调试远程维护为一体运行维护方便

直流测量系统具?#22411;?#20986;特点主要有

采样速率高

整体?#37038;?#23567;小于100us

采样动态?#27573;?#22823;

测量精度高满足0.2级要求响应速度快?#33258;?#21709;应上升时间小于125s

合并单元接口符合国际标准具有良好的兼容性便于系统集成

具?#22411;?#21892;的自监视功能便于运行监视及故障维护

方案价值

南瑞集团针对柔性直流输电系?#31243;?#20379;了PCS-8100系列柔性直流输电成套解决方案该系列产品包含柔性直流换流阀柔性直流控制保护系统和直流测量系统其中换流阀采用了多电平技术以及模块化技术控制保护系统基于南瑞继保最先进的UAPC平台是我国首套先进的具有自主知识产权的柔性直流控制保护系统整体技术水平达到国际领先

PCS-8100柔性直流输电系统整体解决方案适用于如下应用领域

风电太阳能等新能源并网

孤岛海上平台供电

城市直流输配电网

偏远地区供电

异步电网互联

多端柔性直流输电

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成功应用

上海南汇柔性直流输电示范工程提供双端控制保护系统及直流测量系统于2011年7月?#23545;ˣ?/P>

南澳三端柔性直流输电工程提供金牛站换流阀100MW及直流测量系统于2013年12月?#23545;ˣ?/P>

舟山五端柔性直流输电工程提供全部五端控制保护系统三端换流阀400MW/300MW/100MW及直流测量系统于2014年7月?#23545;ˡ?/P>

技术咨询

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