探讨直流电网技术的应用研究

1直流电网技术

1.1直流电网的概念

在把直流传输线和直流侧相互连起来，就会成为“一点对多点”或“多点对一点”的形式，这样就可以组成一个真正的直流电网，一个交流系统在经过一个换流站时会与直流电网连接，换流站之中有这很多条直流线路在通过直流断路器时连接，在出现故障的时候，可以使用断路器来有选择性进行拆除线路和换流站。像所有的直流电网都拥有这以下的特点：1）换流站等数量可以减少，这就要在每一个交流电网连接点设置一处，这不光可以大幅建设成本，还可以减少整体的传输所需要的损耗；2）而所有的换流站可以单个地传输(发送或接收)功率，还可以在不影响其他换流站传送状态状态下把自己的传输状态由发送/接收变为接收/发送；3）拥有更多的冗余，就算是有这一个停运了，其他的还依旧可靠。

1.2直流电网发展的三个阶段

在这种各直流电网是在点对点直流输电和多端直流输电基础之中所发展起来的，这只是个简单的多端系统，可以看成带N干分支的直流母线。这是一种最为简单的多端直流输电系统，这个原来是没有网格结构或冗余，这并不只是是一个的“电网”，所以该阶段拓扑里没有冗余。这些母线都是为交流母线，像传统的输电线路背连接在2个换流站中的直流线路所取代。这个阶段最有用的问题是就是需要大量的换流站。一个普通的大电网，惯例支路的数量都是节点数量正题的1.5倍，所以要求换流站数为2×1.5×直流节点。如果使用第3种拓扑的结构，就要直流节点数和换流站数量相同。在换流站所在直流电网中是最贵的、灵敏度最高的、损耗最多的部件。在和阶段2相比之中，不是每个直流线路的两端都可以换流站，这只不过是通过换流站将直流电网与交流电网融合到了一起。在单个直流电网中，并不是每个都可以自由连接的，并不是只作为异步交流电网的设备连接。

1.3直流电网技术的挑战先

在的点对点直流输电技术及工程都是已经比较成熟的了，不过在创建未来直流时电网会有着众多的难题，本文下面几个方面进行突破。

（1）直流电网仿真技术。

直流电网同样有着离线仿真和实施仿真。离线仿真技术是通过在计算机上为直流电网所建立数学模型，靠这个来通过数学方法进行解决，在仿真研究时。想要对直流电网使用离线仿真，就必须建立电网的数学模型，在直流电网和交流电网在拓扑结构、原理上存都有这本质的不同，所以直流电网仿真的数学模型一定要重新的建立。现在国际上的仿真研究的全数字实时仿真是发展的趋势，不过因为直流电网拓扑结构十分复杂，在潮流的部分还有协调控制也都相当的复杂，像直流电网所实施系统仿真，尤其是直流换相的特征和控制保护系统，对仿真技术的要求都十分的高。

（2）直流电网控制技术。

如同电网频率是交流系统中有功功率的平衡和重要指标都相同，直流网络中的平衡指标便是就是直流电压。但是二者不平衡的话，P1>P2，则UDC升高；P1<P2，则UDC降低。如下图因为直流电网是保护系统的响应时间需要都非常的高，所以在历史的交流系统保护，如过电流保护和差动保护还有距离保护等，都不适合用在直流的电网上。如，经过电流保护就是指电流如果超过了一定的临界时所进行的保护动作(如令断路器跳闸)的一种十分简单措施和保护。

（3）直流电网广域测量及故障检测技术。

应用于交流电网的广域测量系统是由于基于全球自行定位的系统相量测量的装置群还有其通信系统构成的，动态地测量和考虑电力系统的运行时的状态相的量和发电机功角，还可以广泛地使用在电力系统稳态和其动态的控制还有分析的更多领域。直流电网可以广泛的协调和控制保护等状态发的计、电压稳定性分析、故障检测和处理等各个方面都要使用有利于直流系统的广域等测量技术。

2结语

多端直流输电是直流电网发展的一个阶段，能够实现多电源供电和多落点受电，具有换流站数量大大减少、换流站可以单独传输功率、可灵活切换传输状态和高可靠性的优势。直流电网关键技术与交流电网的相应技术存在一定的共同之处，是由于直流电网中的惯性环节较少，通过上文论述，对相关问题有了一些大概了解。

作者：杨阳 单位：华北电力大学