論文關(guān)鍵詞：控制調(diào)節(jié)方式 定功率模式 定電流模式

　　論文摘要：直流輸電系統(tǒng)的基本調(diào)節(jié)方式對(duì)整個(gè)直流輸電系統(tǒng)的調(diào)節(jié)起決定性的作用，近幾年來(lái)一直被完善和更多的應(yīng)用。 

　　1.1直流輸電系統(tǒng)可以從如下兩個(gè)方面調(diào)節(jié)輸送的直流電 

　　和直流功率： 
　　 1)調(diào)節(jié)整流器的觸發(fā)滯后角或逆變器的觸發(fā)超前角 ，即調(diào)節(jié)加到換流閥控制極或柵極的觸發(fā)脈沖的相位，簡(jiǎn)稱控制極調(diào)節(jié)。 

　　 2)調(diào)節(jié)換流器的交流電勢(shì)，一般靠改變換流變壓器的分接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。 
　　用控制極進(jìn)行調(diào)節(jié)，不但調(diào)節(jié)范圍大，而且非常迅速，是直流輸電系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)手段。調(diào)節(jié)換流變壓器分接頭則速度緩慢且范圍有限，所以只作為控制極調(diào)節(jié)的補(bǔ)充。 

　　1.2控制極調(diào)節(jié)方式 
　　控制極調(diào)節(jié)通常采用兩種調(diào)節(jié)方式：整流側(cè)均采用定電流調(diào)節(jié)方式，逆變側(cè)常采用定關(guān)斷余裕角調(diào)節(jié)或定電壓(直流)調(diào)節(jié)方式之一。 

　　 1)定電流定關(guān)斷余裕角調(diào)節(jié) 
　　一般在整流器上都裝有定電流調(diào)節(jié)裝置，自動(dòng)地保持電流為定值。定電流調(diào)節(jié)不但可以改善直流輸電的運(yùn)行性能。同時(shí)也可以限制過(guò)電流和防止換流器過(guò)載，所以它是直流輸電系統(tǒng)基本的調(diào)節(jié)方式。定電流調(diào)節(jié)的基本原理是把系統(tǒng)實(shí)際電流和電流整定值進(jìn)行比較，當(dāng)出現(xiàn)差別時(shí)，便改變整流器的觸發(fā)角，使差值消失或減少，以保持等于或接近于。圖3.2(a)表明它的工作原理和穩(wěn)態(tài)特性。設(shè)原運(yùn)行點(diǎn)為A，整流器觸發(fā)角，直流電流為。若由于某種原因逆變側(cè)交流電壓從下降到，而整流器又無(wú)自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，則新的運(yùn)行點(diǎn)將移到B’點(diǎn)，電流大于。當(dāng)裝有電流調(diào)節(jié)器時(shí)，則在它的作用下。角迅速地增大到，使工作點(diǎn)從A移向B，最后穩(wěn)定在B點(diǎn)，電流便恢復(fù)到Ida。

同理，逆變側(cè)的電壓升高或整流側(cè)的交流電壓波動(dòng)時(shí)，也能保持等于。可見在電流調(diào)節(jié)器的作用下，運(yùn)行點(diǎn)將在垂直線AB上移動(dòng)。直線AB即整流器定電流調(diào)節(jié)器的伏安特性，稱為定電流特性。定電流特性有一定的范圍，當(dāng)逆變側(cè)交流電壓上升或整流側(cè)交流電壓下降超過(guò)某一定值時(shí)，即使電流調(diào)節(jié)器將角減少到上限值，電流也不能恢復(fù)正常，因而整流器被限制在=特性上運(yùn)行。這時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行在定特性和定特性的交點(diǎn)上(C點(diǎn))，這時(shí)即使成穩(wěn)定運(yùn)行，也容易引起電流大幅度波動(dòng)，為了保證逆變器的安全運(yùn)行，減少發(fā)生換相失敗的幾率，要求逆變器的關(guān)斷越前角不小于關(guān)斷余裕角 (包括可控硅正向阻斷能力恢復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的角度和一定的安全裕度)。另外，為了盡可能提高逆變器的功率因數(shù)，又希望它在較小的角狀態(tài)下運(yùn)行。

因此逆變器一般都設(shè)有定關(guān)斷余裕角的調(diào)節(jié)裝置，使其運(yùn)行在定特性上。為了克服上述缺點(diǎn)，在逆變側(cè)也裝有電流調(diào)節(jié)器，其電流整定值比整流側(cè)的小一個(gè)電流裕額，即為。在正常時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行在整流側(cè)定電流特性與逆變側(cè)定特性的交點(diǎn)。當(dāng)逆變側(cè)交流電壓上升或整流側(cè)交流電壓下降較多，致使整流側(cè)轉(zhuǎn)入定運(yùn)行時(shí)，逆變側(cè)即轉(zhuǎn)入定電流運(yùn)行，系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)分別移到B或C點(diǎn)。運(yùn)行在這些點(diǎn)都是穩(wěn)定的，僅運(yùn)行電流略有減小。設(shè)置電流裕額是為了避免兩側(cè)定電流特性重迭而引起運(yùn)行點(diǎn)漂移不定。一般取 = (0.1 ~1.15) ，以保證計(jì)及兩側(cè)電流測(cè)量誤差后，兩條定電流特性不至于重疊。

　　2)定電流和定電壓(直流)調(diào)節(jié)方式 
　　在這種方式中整流器仍按定電流調(diào)節(jié)，逆變器則按直流線路末端(或始端)電壓保持一定的方式調(diào)節(jié)。定電壓調(diào)節(jié)的原理和定電流調(diào)節(jié)相似，僅反饋量或被調(diào)節(jié)量改為相應(yīng)的直流電壓。為了防止換相失敗，逆變器仍需裝設(shè)調(diào)節(jié)器，不過(guò)它只有在時(shí)才進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此又稱為限制器。這種調(diào)節(jié)方式適用于受端交流系統(tǒng)等值(短路)阻抗較大(弱系統(tǒng))的場(chǎng)合，它有利于提高換流站交流電壓的穩(wěn)定性。定電壓調(diào)節(jié)的另一優(yōu)點(diǎn)是，在輕負(fù)載(直流電流小于額定值)運(yùn)行時(shí)，由于逆變器的角比滿載運(yùn)行時(shí)大，對(duì)防止換相失敗更為有利。定電壓調(diào)節(jié)方式的缺點(diǎn)是：在額定條件運(yùn)行時(shí)為了保證直流電壓有一定的調(diào)節(jié)范圍，逆變器的角略大于，也就是系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)要在定特性之下，此時(shí)逆變器的額定功率因數(shù)和直流電壓要比定關(guān)斷余裕角調(diào)節(jié)方式的要低一些，亦即消耗的無(wú)功功率較多，換流器的利用率較低。不過(guò)，如果在角偏離值不大的范圍內(nèi)，把限制器的響應(yīng)速度做得比定電壓調(diào)節(jié)的慢一些，則滿負(fù)載時(shí)逆變器也可運(yùn)行于~ 的狀態(tài)。 

　　1.3.1定功率模式 
　　定功率控制模式是直流輸電工程的主要控制方式。根據(jù)這一控制方式，控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)將指定的功率測(cè)控點(diǎn)的直流功率，保持在主控站運(yùn)行人員整定的功率定值上。一般把直流功率測(cè)控點(diǎn)設(shè)在整流站直流線路的出口。 

　　 通常，對(duì)直流輸電輸送功率的控制是通過(guò)改變直流電流調(diào)節(jié)器的電流整定值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于一個(gè)單極直流輸電系統(tǒng)，將單極功率定值除以直流電壓之和，便得到了直流電流調(diào)節(jié)器的電流定值。這種控制方式可以充分發(fā)揮直流電流調(diào)節(jié)回路的快速響應(yīng)特性。另外，為了防止在暫態(tài)過(guò)程中，電流定值因直流電壓可能產(chǎn)生劇烈變化而大幅度波動(dòng)，需要對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理。 

　　直流功率定值及功率從一個(gè)定值向另一個(gè)定值的變化率由運(yùn)行人員給定。另外，也可將其它功率調(diào)制信號(hào)疊加在功率定值上，以實(shí)現(xiàn)需要的功率調(diào)制功能。 

　　 功率控制應(yīng)當(dāng)保證在雙極對(duì)稱運(yùn)行情況下，流過(guò)每一直流極導(dǎo)體的電流相等，盡量減少接地極電流。同理，對(duì)于單極非大地回線方式運(yùn)行的系統(tǒng)，流過(guò)每一直流極導(dǎo)體的電流也應(yīng)該相等。當(dāng)采用大地回線方式或雙極運(yùn)行時(shí)，由于受到條件的限制或其它原因不可能使極線電流達(dá)到平衡，才容許接地電流增大。如果直流系統(tǒng)某一極的輸電能力下降，導(dǎo)致實(shí)際的直流傳輸功率減小，那么雙極功率控制應(yīng)當(dāng)增大另一極電流，自動(dòng)而快速地把直流傳輸功率恢復(fù)到盡可能接近功率定值水平，另一極的電流可以增大到該極的固有過(guò)負(fù)荷水平，或短時(shí)過(guò)負(fù)荷水平。當(dāng)流過(guò)極線的電流超過(guò)設(shè)備的連續(xù)過(guò)負(fù)荷能力時(shí)，功率控制應(yīng)當(dāng)向系統(tǒng)運(yùn)行人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并在使用規(guī)定的過(guò)負(fù)荷能力之后，自動(dòng)地把直流功率降低到安全水平。當(dāng)一極閉鎖或清除直流線路故障時(shí)，雙極功率控制應(yīng)將故障極損失的功率盡可能轉(zhuǎn)移到健全極。 

　　1.3.2定電流模式 
　　所謂定電流控制模式，就是保持直流極線電流為整定值。由于通常定電流控制環(huán)路的響應(yīng)比定功率控制環(huán)路快，因而直流系統(tǒng)在遭受劇烈擾動(dòng)時(shí)，可以考慮把控制方式從定功率控制切換到定電流控制，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 

　　 在定功率控制模式情況下，若兩換流站間通信回路發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)則從定功率控制自動(dòng)轉(zhuǎn)換到定電流控制，此時(shí)逆變站應(yīng)自動(dòng)保持電流裕度。這兩種控制方式之間的切換應(yīng)當(dāng)是平穩(wěn)的。當(dāng)兩換流站間通信故障時(shí)間較長(zhǎng)，但站間還可以通過(guò)電話聯(lián)系的情況下，控制系統(tǒng)應(yīng)仍能允許直流系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，這種控制方式叫做應(yīng)急電流控制方式。由于站間通信是以極為基礎(chǔ)設(shè)置的，因而應(yīng)急電流控制也應(yīng)各極分別設(shè)置。