直流输电系统运行原理及其保护开题报告

1. 研究目的与意义

直流输电系统是以直流方式实现电能传输的系统，高压直流输电有着交流输电不可比拟的优势。

例如：高压直流输电并不存在交流输电的功角稳定问题；高压直流输电只传送有功功率；高压直流输电的传送功率(包括大小和方向)快速可控；直流输电的功率和能量小；直流输电只要求2根导线，而交流输电要3根；在相同的工作电压情况下，直流电网中的绝缘子上所承受的静电强度比交流电网中的小，因此直流线路的绝缘要求低。

同时，新型半导体设备的出现与应用，有力推动了直流输电技术的发展。

2. 课题关键问题和重难点

本设计将在分析直流输电系统构成及运行原理的基础上，研究直流输电系统控制策略，并结合换流站不同设备发生故障时的电气量特征，完成其保护方案的设计。

研究中的关键问题有以下几方面：

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着国民经济的持续高速增长，电力需求日益增大，电力系统规模不断发展。然而，很多地方电网能源资源分布不均匀，与经济发展水平不相符合。譬如，我国很大数量的电力装机在西部水电基地和北部火电基地，这就需要电力西电东送、南北互供、全国联网。交流输电的局限性，如远距离输电时受到同步运行稳定性的限制等，使得直流输电技术重新为人们所重视。

直流输电是在送端将交流电经整流器转变成直流电送至受端，在受端用逆变器将直流电变换成交流电输送至受端交流电网的一种输电方式。以直流方式实现电能传输的系统称为直流输电系统。输电系统中输电线路有架空线路和地下电缆，两者都有对地电容，尤其是电缆的电容更大，在交流输电情况下，随着线路的增长，旁路电容会增大到交流几乎送不出去的程度。而直流输电不存在这样的问题，因为电容对稳定的直流不起作用。但值得注意的是，现代的直流输电，只是输电这个环节是直流，发电仍是交流。

直流输电系统主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。在整流站，交流电经换流变压器、整流器、相应的交流滤波器变成直流电；在逆变站，直流电经换流变压器、逆变器、相应的直流滤波器变成交流电。

4. 研究方案

本设计主要研究直流输电系统运行原理及其保护，其中又具体分为直流输电系统的运行方式分析、直流输电系统的构成原理分析、直流输电系统的控制策略研究、换流站保护方案的设计。具体方案步骤：

1.根据课题要求，进行课题前期调研，进而完成开题报告

在课题前期调研的过程中，做到熟悉课题的各项要求，学习相关应用软件的使用，并查阅本领域的相关资料，了解国内外相关研究成果，做好前期调研工作。同时，翻译外文资料，进行文献综述，按要求完成并提交开题报告。

5. 工作计划

第1周熟悉课题的各项要求，调研并查阅本领域的相关资料，了解国内外相关研究成果，完成开题报告框架，按要求完成并提交文献翻译

第2周翻译外文资料，进行文献综述，根据开题报告框架，按要求完成并提交开题报告终稿

第3周对直流输电系统的构成原理进行分析；学习相关应用软件的使用