图1.1中交流电力系统1和2通过直流输电系统相连。交流电力系统1、2分别是送、受端交流系统，送端系统送出交流电经换流变压器和整流器变换成直流电，然后由直流线路把直流电输送给逆变站，经逆变器和换流变压器再将直流电变换成交流电送入受端交流系统。两端直流输电系统只有一个整流站和一个逆变站，它与交流系统只有两个接口，结构最为简单，是世界上已运行的直流输电工程普遍采用的方式。......
2023-06-29
多端直流输电系统优化设计
【摘要】：多端直流输电系统是由三个及以上换流站，以及连接换流站之间的高压直流输电线路所组成，它与交流系统有三个及以上的接口。由于并联方式具有上述优点，因此目前已运行的多端直流系统均采用并联方式。多端直流输电系统比采用多个两端直流输电系统要经济，但其控制保护系统以及运行操作较复杂。
多端直流输电系统是由三个及以上换流站，以及连接换流站之间的高压直流输电线路所组成，它与交流系统有三个及以上的接口。多端直流输电系统可以解决多电源供电或多落点受电的输电问题，还可以联系多个交流系统或者将交流系统分成多个孤立运行的电网。在多端直流输电系统中的换流站，可以作为整流站运行，也可以作为逆变站运行，但作为整流站运行的换流站总功率与作为逆变站运行的总功率必须相等，即整个多端系统的输入和输出功率必须平衡。根据换流站在多端直流输电系统之间的连接方式可以分为并联方式或串联方式，连接换流站之间的输电线路可以是分支形或闭环形，如图1.4所示。
1.串联方式
串联方式的特点是各换流站均在同一直流电流下运行，换流站之间的有功调节和分配主要是靠改变换流站的直流电压来实现。串联方式的直流侧电压较高，在运行中的直流电流也较大，因此其经济性能不如并联方式好。当换流站需要改变潮流方向时，串联方式只需改变换流器的触发角，使原来的整流站（或逆变站）变为逆变站（或整流站）运行，不需改变换流器直流侧的接线，潮流反转操作快速方便。当某一换流站发生故障时，可投入其旁通开关，使其退出工作，其余的换流站经自动调整后仍能继续运行，不需要用直流断路器来断开故障。当某一段直流线路发生瞬时故障时，需要将整个系统的直流电压降到零，待故障消除后，直流系统可自动再启动。当一段直流线路发生永久性故障时，则整个多端系统需要停运。
2.并联方式
并联方式的特点是各换流站在同一直流电压下运行，换流站之间的有功调节和分配主要是靠改变换流站的直流电流来实现。由于并联方式在运行中保持直流电压不变，负荷的减小是用降低直流电流来实现，因此其系统损耗小，运行经济性也好。由于并联方式具有上述优点，因此目前已运行的多端直流系统均采用并联方式。并联方式的主要缺点是当换流站需要改变潮流方向时除了改变换流器的触发角，使原来的整流站（或逆变站）变为逆变站（或整流站）以外，还必须将换流器直流侧两个端子的接线倒换过来接入直流网络才能实现。因此，并联方式对潮流变化频繁的换流站是很不方便的。另外，在并联方式中当某一换流站发生故障需退出工作时，需要用直流断路器来断开故障的换流站。在目前高电压、大功率直流断路器尚未发展到实用阶段的情况下，只能借助于控制系统的调节装置与高速自动隔离开关两者的配合操作来实现。也就是在事故时，将整流站变为逆变站运行，从而使直流电压和电流均很快降到零，然后用高速自动隔离开关将故障的换流站断开，最后对健全部分进行自动再启动，使直流系统在新的工作点恢复工作。
多端直流输电系统比采用多个两端直流输电系统要经济，但其控制保护系统以及运行操作较复杂。今后随着具有关断能力的换流阀（如IGBT、IGCT等）的应用以及在实际工程中对控制保护系统的改进和完善，采用多端直流输电的工程将会更多。
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