高壓直流輸電系統(tǒng)接線方式和運行方式分析綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u25172高壓直流輸電系統(tǒng)接線方式和運行方式分析綜述 1226311.1高壓直流輸電系統(tǒng)接線方式 173811.1.1單極連接方式 1289351.1.2雙極連接方式 240121.1.3背靠背連接方式 489561.2高壓直流輸電系統(tǒng)運行方式 4高壓直流輸電系統(tǒng)接線方式單極連接方式單極連接時輸電線路極性可以為正也可為負，但由于正極性導(dǎo)線更容易受干擾，因此一般采用單負極連接。（1）從圖3-1可以看出，在該方式中兩邊換流站只有一極采用架空線或電纜線進行連接，另一極都接地，然后通過大地或海水進行連接形成回流。該方式利用大地或海水代替一極線路，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省費用，但可靠性較差，而且正常運行時很大的直流電流長期流經(jīng)大地或海水，會帶來接地極附近埋設(shè)物電化學(xué)腐蝕和接地變壓器磁飽和問題，因此對接地極材料要求很高。該方式一般用于海底電纜工程。[8][9]圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11（2）從圖3-2可以看出，此方式與上一方式不同處在于只把任一邊換流站接地，然后利用低絕緣的金屬導(dǎo)體實現(xiàn)回流。該方式正常運行時無電流流過大地，解決了上一接線方式存在的問題。其缺點是線路投資增加，且當電流流過金屬導(dǎo)體時會產(chǎn)生較大的壓降，要考慮絕緣問題。該方式一般用于接地極建設(shè)難且近距離的工程中。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s12雙極連接方式實際的直流輸電工程多采用雙極連接方式，包含正、負極性輸電線路各一根，以及大地（海水）回線或金屬中性線。（1）從圖3-3可以看出，此方式將兩邊的換流站中性點均與地連接，大地回線可作備用。優(yōu)點是運行靈活性高，可根據(jù)實際需求轉(zhuǎn)換為單極接線運行。此外可靠性也較高，當一極發(fā)生故障停運時，剩余完好的一極可以自動構(gòu)成單極大地接線方式運行，保留一半的輸電能力。缺點是在理想狀態(tài)運行時，流經(jīng)兩直流線路的電流相量和為0，匯入接地點時相互抵消，大地之間沒有電流通過。但實際上，正負兩極由于器件參數(shù)、環(huán)境等客觀原因并不能完全對稱，因此總有不平衡電流流過大地回線，對設(shè)備造成不良影響。該方式是實際工程中普遍采用的一種接線方式。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s13（2）從圖3-4可以看出，只將任一邊的換流站中性點與地連接，大地不能夠成回流。與上一接線方式相比，缺點是當任意一個極線路故障時，整個系統(tǒng)都停止運行，大大降低可用率。優(yōu)點是可以有效避免正常運行時由于兩極不完全對稱而在地中流過的不平衡電流，減弱對設(shè)備的影響。由于其可靠性低，實際工程很少采用此種接線方式。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s14（3）從圖3-5可以看出，將兩邊的換流站中性點用一根低絕緣的金屬導(dǎo)線連接起來。保留了兩端中性點接地方式靈活性和可靠性高的優(yōu)點，同時避免了其正常運行時地中流過不平衡電流的缺點。但此方式將多使用了一根金屬導(dǎo)線，線路投入的成本會更多，經(jīng)濟性差。該方式只用于地中不允許電流流過或者接地極地址很難選擇的場合。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s15背靠背連接方式從圖3-6可以看出，將兩邊的換流站不經(jīng)過直流線路就直接連接在一起。這種接線方式由于沒有輸電線路，且直流側(cè)電壓低、諧波含量少，因此可以大大減少元件投資成本。此種方式在連接兩個不同頻或同頻不同步交流系統(tǒng)方面更具優(yōu)勢。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s16高壓直流輸電系統(tǒng)運行方式在HVDC工程中，為了使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定可靠，提高輸電效率，通常工作人員會根據(jù)實際情況為系統(tǒng)選擇一個合理的穩(wěn)定運行狀態(tài)。常見的運行方式有多種，這里主要介紹全壓運行與降壓運行方式。正常情況下，系統(tǒng)采用全壓方式，即直流線路上的電壓為1。系統(tǒng)采用降壓運行方式只出現(xiàn)在以下情況[10]：（1）由于絕緣問題而使直流線路電壓無法維持在額定值運行。當環(huán)境惡劣或者設(shè)備存在缺陷時，若仍以全壓方式運行則極易破壞絕緣，威脅系統(tǒng)的安全性和可靠性。為減少故障幾率，系統(tǒng)可以采用降壓運行方式。（2）由于維持無功功率平衡而需降低直流電壓。當系統(tǒng)無功失去平衡時，可以通過調(diào)大觸發(fā)角來使系統(tǒng)無功達到平衡，但與此同時會使直流電壓隨之降低。直流輸電工程中實現(xiàn)降壓運行常采用的方法主要為以下2種相配合：（1）增大一側(cè)換流器的觸發(fā)角或者逆變器的熄弧角。此方法在實際工程中最常用，其優(yōu)點是實現(xiàn)起來方便、快捷，缺點是會使運行性能變差。（2）改變換流變壓器分接頭位置降低閥橋交流側(cè)電壓。此方法的缺點是調(diào)節(jié)范圍有一定的限制且調(diào)節(jié)速度較慢。一般降壓運行方式時的直流電壓取值為正常額