直流輸電的快速相位控制

二、直流輸電的快速相位控制從前面直流輸電的基本控制可以看出，換流器的相位控制是直流輸電控制的基礎(chǔ)改變?chǔ)梁挺陆蔷涂筛淖兠繕O輸出和輸入直流電壓的大小和極性，其α和β與Udo的關(guān)系如圖6.13所示。為了改變控制角而設(shè)計(jì)的快速相位控制，按原理基本上可分為兩種方式:分相控制等距離脈沖相位控制。1．分相控制方式這種控制方式的特點(diǎn)是，每個(gè)閥整定的控制角取決于該閥的換相電壓。最常用的方法是建立在檢測(cè)換相電壓零點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從該零點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)先確定的時(shí)延，由相位控制單元發(fā)出控制脈沖。這種方法使每個(gè)換流閥控制脈沖相位的確定隨各相而定，且時(shí)延是相等的，因此也稱(chēng)為等延遲角控制方式。圖6.14分相式脈沖相位控制原理圖

鋸齒波移相原理是利用與交流電壓同步的矩形波，在兩個(gè)正向換相電壓零點(diǎn)之間積分，產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波電壓，并使該電壓與控制電壓進(jìn)行比較，在兩電壓相等時(shí)產(chǎn)生一個(gè)控制脈沖。正弦波移相原理是利用與交流電壓同步的換相電壓經(jīng)過(guò)移相90°后，與控制電壓進(jìn)行比較，當(dāng)兩電壓相等時(shí)產(chǎn)生一個(gè)控制脈沖。以后的過(guò)程與鋸齒波移相原理相同。這種相位控制方式由于控制脈沖是分相產(chǎn)生的（一般有獨(dú)立的6條通道〕，因而一方面控制脈沖的相位誤差較大，一般可達(dá)±3°-5°；另一方面在交流系統(tǒng)電壓嚴(yán)重不平衡時(shí)，仍然可以各自產(chǎn)生控制脈沖，以維持直流系統(tǒng)的運(yùn)行。隨著直流輸電容最的增大，分相式控制方式逐漸暴露出其固有的缺點(diǎn)，即相位控制受交流同步電源波形的影響，從而引起了諧波不穩(wěn)定。于是，這種相位控制方式已逐漸被等距離脈沖相位控制方式所取代。2．等距離脈沖相位控制方式等距離脈沖相位控制方式的特點(diǎn)是相位控制部分不受交流同步電源波形的影響，其控制方式的原理如圖6.15所示。

相位控制回路主要由一只具有饋相功能的電壓控制振蕩器和一只6拍環(huán)形計(jì)數(shù)器組成。6相環(huán)形計(jì)數(shù)器能產(chǎn)生6個(gè)間隔為60電角度的等距離脈沖，并依次分配給對(duì)應(yīng)的換流閥。在穩(wěn)態(tài)時(shí)，振蕩器輸出脈沖的頻率自動(dòng)地恰好調(diào)整到交流系統(tǒng)頻率的6倍。因此，經(jīng)過(guò)6拍環(huán)形計(jì)數(shù)器輸出的控制脈沖，被精確地按照60等距離排列。當(dāng)交流系統(tǒng)受到擾動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制電壓的變化直接改變振蕩器的頗率，從而使環(huán)形計(jì)數(shù)器輸出脈沖的相位得到所需的調(diào)整

3．潮流翻轉(zhuǎn)控制直流輸電的優(yōu)點(diǎn)之一是能迅速而方便地實(shí)現(xiàn)潮流翻轉(zhuǎn)，這樣不僅在正常運(yùn)行時(shí)可以按照經(jīng)濟(jì)的原則調(diào)節(jié)輸送功率的大小和方向，而且還可以在事故情況下很方便地實(shí)現(xiàn)事故緊急支援。因此，潮流翻轉(zhuǎn)這一特點(diǎn)，大大加強(qiáng)了兩個(gè)交流系統(tǒng)的聯(lián)系，從而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。由于換流閥單向?qū)щ姷奶匦?，所以直流電流的方向是不能改變的。要?shí)現(xiàn)潮流（功率）的翻轉(zhuǎn)，只有使線(xiàn)路的直流電壓改變極性?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)整流器的觸發(fā)相位，使延遲角大于90°,變?yōu)槟孀儬顟B(tài)運(yùn)行，而同時(shí)把原來(lái)的逆變器觸發(fā)相位提前，變?yōu)檎鳡顟B(tài)運(yùn)行，翻轉(zhuǎn)過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的。翻流翻轉(zhuǎn)控制原理圖利用電流調(diào)節(jié)器控制潮流翻轉(zhuǎn)的原理如圖6.16所示。圖中兩側(cè)的換流器都有電流調(diào)節(jié)器和定熄弧角調(diào)節(jié)器。它們的調(diào)節(jié)特性都由定α控制、定電流控制和定熄弧角控制三段組成。潮流翻轉(zhuǎn)控制特性如圖6.17所示，設(shè)功率翻轉(zhuǎn)前，整流器和逆變器的正常運(yùn)行點(diǎn)為A，功率由整流側(cè)輸送至逆變側(cè)。當(dāng)需要進(jìn)行潮流翻轉(zhuǎn)時(shí)，可將電流差值指令（電流裕度）傳送到整流側(cè)（相當(dāng)于圖6.15