高压直流用可控线换流器：关键技术与工程应用

《IEEE Potentials》：Controllable line-commutated converter for HVDC: Key technologies and engineering application

　　

摘要：

为满足华东地区日益增长的电力需求以及从西部地区输送清洁能源的需求，中国计划到2035年建设40多个新的特高压直流项目。然而，随着新能源的广泛应用，华东地区的直流接入电网面临着严峻挑战。首先，随着传统电源被替代，电网的电压支撑能力进一步减弱。其次，线控换流器仍容易发生换流失败现象。一旦出现交流故障，可能会引发多条直流线路同时发生换流失败，从而导致严重的电力短缺和电压不稳定风险。尽管已有电容控换流器等解决方案被提出，但它们存在效果有限、损耗高且实施成本高昂的问题，难以大规模应用。本文重点研究可控线控换流器技术，该技术能够彻底解决换流失败问题。以首个采用该技术的±500千伏/1200兆瓦葛洲坝-上海南桥特高压直流改造项目为案例，系统研究了该技术的各项特性、关键技术及工程应用情况。可控线控换流器创新性地采用了主支路和辅支路的混合并联结构，结合了半控型和全控型器件。在交流故障发生时，辅支路可以主动接管主支路的电流，在主支路的晶闸管完全关断后通过可控关闭实现强制换流，从而彻底避免换流失败。本文首先阐述了该技术应用于接收端时的整体特性：在稳态运行状态下，其电压、电流和系统谐波特性与线控换流器一致；在暂态情况下，它可以通过增大触发角间接为交流系统提供无功功率支持；其技术经济性能介于线控换流器和其他类型换流器之间...

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