直流輸電系統調節

1.1直流輸電系統可以從如下兩個方面調整輸送的直流電

和直流功率：

1)調整整流器的觸發滯后角或逆變器的觸發超前角，即調整加到換流閥掌握極或柵極的觸發脈沖的相位，簡稱掌握極調整。

2)調整換流器的溝通電勢，一般靠轉變換流變壓器的分接頭來實現。

用掌握極進行調整，不但調整范圍大，而且特別快速，是直流輸電系統的主要調整手段。調整換流變壓器分接頭則速度緩慢且范圍有限，所以只作為掌握極調整的補充。

1.2掌握極調整方式

掌握極調整通常采納兩種調整方式：整流側均采納定電流調整方式，逆變側常采納定關斷余裕角調整或定電壓(直流)調整方式之一。

1)定電流定關斷余裕角調整

一般在整流器上都裝有定電流調整裝置，自動地保持電流為定值。定電流調整不但可以改善直流輸電的運行性能。同時也可以限制過電流和防止換流器過載，所以它是直流輸電系統基本的調整方式。定電流調整的基本原理是把系統實際電流和電流整定值進行比較，當消失差別時，便轉變整流器的觸發角，使差值消逝或削減，以保持等于或接近于。圖3.2(a)表明它的工作原理和穩態特性。設原運行點為A，整流器觸發角，直流電流為。若由于某種緣由逆變側溝通電壓從下降到，而整流器又無自動調整時，則新的運行點將移到B''''點，電流大于。當裝有電流調整器時，則在它的作用下，。角快速地增大到，使工作點從A移向B，最終穩定在B點，電流便恢復到Ida。同理，逆變側的電壓上升或整流側的溝通電壓波動時，也能保持等于。可見在電流調整器的作用下，運行點將在垂直線AB上移動。直線AB即整流器定電流調整器的伏安特性，稱為定電流特性。定電流特性有肯定的范圍，當逆變側溝通電壓上升或整流側溝通電壓下降超過某肯定值時，即使電流調整器將角削減到上限值，電流也不能恢復正常，因而整流器被限制在=特性上運行。這時系統運行在定特性和定特性的交點上(C點)，這時即使成穩定運行，也簡單引起電流大幅度波動，為了保證逆變器的平安運行，削減發生換相失敗的幾率，要求逆變器的關斷越前角不小于關斷余裕角(包括可控硅正向阻斷力量恢復時間所對應的角度和肯定的平安裕度)。另外，為了盡可能提高逆變器的功率因數，又盼望它在較小的角狀態下運行。因此逆變器一般都設有定關斷余裕角的調整裝置，使其運行在定特性上。為了克服上述缺點，在逆變側也裝有電流調整器，其電流整定值比整流側的小一個電流裕額，即為。在正常時，系統運行在整流側定電流特性與逆變側定特性的交點。當逆變側溝通電壓上升或整流側溝通電壓下降較多，致使整流側轉入定運行時，逆變側即轉入定電流運行，系統的運行點分別移到B或C點。運行在這些點都是穩定的，僅運行電流略有減小。設置電流裕額是為了避開兩側定電流特性重迭而引起運行點漂移不定。一般取=(0.1~1.15)，以保證計及兩側電流測量誤差后，兩條定電流特性不至于重疊。

2)定電流和定電壓(直流)調整方式

在這種方式中整流器仍按定電流調整，逆變器則按直流線路末端(或始端)電壓保持肯定的方式調整。定電壓調整的原理和定電流調整相像，僅反饋量或被調整量改為相應的直流電壓。為了防止換相失敗，逆變器仍需裝設調整器，不過它只有在時才進行調整，因此又稱為限制器。這種調整方式適用于受端溝通系統等值(短路)阻抗較大(弱系統)的場合，它有利于提高換流站溝通電壓的穩定性。定電壓調整的另一優點是，在輕負載(直流電流小于額定值)運行時，由于逆變器的角比滿載運行時大，對防止換相失敗更為有利。定電壓調整方式的缺點是：在額定條件運行時為了保證直流電壓有肯定的調整范圍，逆變器的角略大于，也就是系統運行點要在定特性之下，此時逆變器的額定功率因數和直流電壓要比定關斷余裕角調整方式的要低一些，亦即消耗的無功功率較多，換流器的利用率較低。不過，假如在角偏離值不大的范圍內，把限制器的響應速度做得比定電壓調整的慢一些，則滿負載時逆變器也可運行于~的狀態。

1.3.1定功率模式

定功率掌握模式是直流輸電工程的主要掌握方式。依據這一掌握方式，掌握系統應當將指定的功率測控點的直流功率，保持在主控站運行人員整定的功率定值上。一般把直流功率測控點設在整流站直流線路的出口。

通常，對直流輸電輸送功率的掌握是通過轉變直流電流調整器的電流整定值來實現的。對于一個單極直流輸電系統，將單極功率定值除以直流電壓之和，便得到了直流電流調整器的電流定值。這種掌握方式可以充分發揮直流電流調整回路的快速響應特性。另外，為了防止在暫態過程中，電流定值因直流電壓可能產生猛烈變化而大幅度波動，需要對直流電壓信號進行濾波處理。

直流功率定值及功率從一個定值向另一個定值的變化率由運行人員給定。另外，也可將其它功率調制信號疊加在功率定值上，以實現需要的功率調制功能。

功率掌握應當保證在雙極對稱運行狀況下，流過每始終流極導體的電流相等，盡量削減接地極電流。同理，對于單極非大地回線方式運行的系統，流過每始終流極導體的電流也應當相等。當采納大地回線方式或雙極運行時，由于受到條件的限制或其它緣由不行能使極線電流達到平衡，才容許接地電流增大。假如直流系統某一極的輸電力量下降，導致實際的直流傳輸功率減小，那么雙極功率掌握應當增大另一極電流，自動而快速地把直流傳輸功率恢復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負荷水平，或短時過負荷水平。當流過極線的電流超過設備的連續過負荷力量時，功率掌握應當向系統運行人員發出報警信號，并在使用規定的過負荷力量之后，自動地把直流功率降低到平安水平。當一極閉鎖或清除直流線路故障時，雙極功率掌握應將故障極損失的功率盡可能轉移到健全極。

1.3.2定電流模式

所謂定電流掌握模式，就是保持直流極線電流為整定值。由于通常定電流掌握環路的響應比定功率掌握環路快，因而直流系統在遭受猛烈擾動時，可以考慮把掌握方式從定功率掌握切換到定電流掌握，以提高系統穩定性。

在定功率掌握模式狀況下，若兩換流站間通信回路發生故障時，掌握系統則從定功率掌握自動轉換到定電流掌握，此時逆