Tegundir áfengisveitaðra hágildisdrottna og MTDC skipulag
Hámarkvæða beinstraum (HVDC) kerfisuppsætningar
Hámarkvæða beinstraum, oft samstillt sem HVDC, er mjög hagnýtt aðferð fyrir langdals orkutengingar, sem minnkar orkutap marktæklega í samanburði við hefðbundnar víxlatrauma (AC) tengingar. HVDC kerfi geta verið framkvæmd í ýmsum uppsætningum, hver með sérstakt skipulag eftir ákveðnum starfskravam. Þetta grein gefur stutt yfirlit yfir aðal gerðir HVDC kerfisuppsætningar.
Back-to-back HVDC kerfi
Í back-to-back (B2B) HVDC uppsætningu eru bæði rektifíllinn og inverterinn, sem eru aðalhlutir af breyti, inniheldir í sama endastöð. Þessir tveir breytielement eru beint tengdir við hvor annan. Aðal þáttur þessarrar uppsætningar er að tengja tvær ósambærilegar AC orkuþróunarkerfi. Það er gert með því að fyrst breyta komandi AC orku í DC með rektifílinum og svo strax aftur breyta DC orkuna í AC með inverterinum.
Back-to-back HVDC kerfi (Halda áfram)
Back-to-back HVDC uppsetningin er sett upp í einni herbergi og tengir tvær ósambærilegar AC orkuþróunarakerfi. Með beina tengingu á milli rektifílsins og inverterins er ekki nauðsynlegt að nota DC tengingarleið. Til að minnka fjölda thyrista sem tengd eru í röð, er mið-DC spenna held í lága stigi. Samtímis getur straumsmetið þessa uppsetningar nálgast nokkur tusend amper.
Þessi gerð HVDC kerfis er sérstaklega gagnleg til að tengja tvö ósambærileg AC orkuþróunarakerfi í eftirfarandi tilvikum:
Tvívænt HVDC kerfi
Í tvívænu HVDC uppsetningu eru tvær ólíkar endastöðvar, hver með sitt breyti. Einnig er rektifillinn í einni stöð og inverterinn í öðru. Þessar tvær endastöðvar eru tengdar með HVDC tengingarleið, sem leyfir hagnýt orkutenging yfir lengd dál. Þessi uppsetning er sköpuð til að koma ofan við takmarkanir hefðbundnarra AC tenginga fyrir langdals orkutenging, með notkun förmanna DC orku til að minnka orkutap og auka tengingarefni yfir stórt landareign.
Tvívænu HVDC kerfi hefur beina tengingu milli tveggja punkta án samsíða tengingarleiða eða millibrot í tengingarleiðinni. Þessi eiginleiki gefur honum aðrar nafn, punkt til punkts orkutenging. Það er fullkomlega skapað fyrir orkutenging milli tveggja staða sem eru geografiskt fjarskaðir frá hvorum öðrum.
Einn af merkilegustu förmunum tvívænu HVDC kerfis er að það hefur ekki þarför um HVDC streymbrot. Í tilvikum við viðhald eða brottfalla má nota AC streymbrot á AC-hliðinni til að de-energize DC leiðina. Samanborðið við DC streymbrot eru AC streymbrot einfaldari í hönnun og kosta lægra, sem gerir tvívænu HVDC kerfi kostgjarnara og auðveldara að viðhalda.
Margvænt DC (MTDC) kerfi
Margvænt DC (MTDC) kerfi stendur fyrir meira flókin HVDC uppsetning. Það notar margar tengingarleiðir til að setja upp tengingar milli fleiri en tveggja punkta. Þessi uppsetning inniheldur mörg endastöð, hver með sitt breyti, allar tengdar með HVDC tengingarleiðarneti. Í þessu neti virka sumar breytar sem rektifílar, sem breyta AC orku í DC, en aðrar sem inverterar, sem breyta DC orku aftur í AC til dreifingar á hlaðum. Grundvallarregla MTDC kerfisins er að samanlagða orka sem veitt er af rektifílstöðum verði jöfn samanlagðri orku sem tekið er af inverter (hlaða) stöðum, sem tryggir samræmist og hagnýtt orkutreyst á tengdra netinu.
Margvænt DC (MTDC) kerfi (Halda áfram)
MTDC netið er svipað við AC rás í mun á flext, en býður upp á einkennandi kostgjarn: möguleikinn á að stjórna orkutreyst í DC dreifinni neti. En þessi aukin virkni kemur með aukinn flóki, sem gerir MTDC kerfi mikið flókinna en tvívænu HVDC uppsetningu.
Í MTDC uppsetningu er ekki hægt að treysta á AC streymbrot á AC-hliðinni. Ólíkt tvívænu kerfi, myndi notkun AC streymbrots de-energize allt DC netið í stað þess að eyða bara vitlaust eða viðhalda leið. Til að takast á móti þessu, þarf MTDC kerfi að hafa mörg DC flæðistæki, eins og streymbrot. Þessi sérstök DC streymbrot eru skapað til að örugglega de-energize leidir eða eyða ákveðna hluta á viðhalda eða brottfalla, sem tryggir stöðugleika og traust netins.
Er varðveitt kerfisjafnvægi er mikilvægt í MTDC kerfi. Samanlagði straumur sem veitt er af rektifílstöðum verði nákvæmlega samsvara straum sem tekið er af inverter stöðum. Þegar það er hratt orkutrygging úr einhverju inverter stöð, þá þarf DC orkutreyst að hækka eftir því til að uppfylla aukna hlaða. Í þessu ferli er mikilvægt að nákvæmlega skoða og stjórna veitt spenna og verk invertera til að forðast ofhlaða, sem gæti valdi brottfalla í kerfinu.
Einn af helstu kostgjörnum MTDC kerfa er þeirra trufla á undangertum. Í tilvikum óvart brottfalls á einhverju orkustöð, getur kerfið flýtt umleiða orku gegnum aðrar breytistöð, sem minnkar brottnám á heildar orkutenging.
Notkun MTDC
MTDC kerfi geta verið flokkuð í tvær aðal gerðir:
Röð MTDC kerfi
Í röð MTDC uppsetningu eru mörg breytistöð tengdur í röð, eins og hlutir í eldri röðarkerfi. Skilgreindar eiginleiki þessa uppsetningar er að straumur sem rennur í hverju breytistöð verði sömu, sem er stilltur af einu af stöðunum. En spennufall er dreift á milli breytistöð, hver stöð taki hluta af heildar spennufalli á röð tengdu netinu.
Röð MTDC kerfi (Halda áfram)
Röð MTDC kerfi getur verið hugsað sem útvíkkun tvívænu HVDC kerfis, sem inniheldur mörg breytistöð tengdur í röð, eins og sýnt er í samsíða mynd. Venjulega eru breytistöð í röð MTDC uppsetningu með lægri kapasítu en þeir sem notaðir eru í samsíða MTDC kerfi.
Þetta kerfi venjulega notar einpoleg DC tengingar, þar sem DC leiðin er jörðuð að einu tilteknu punkti. Til að vernda gegn bráðum spennusprengjum, getur verið sett upp jörðuskynja á öðrum punktum á leiðinni sem aukalegan verndarmat.
Yfirlagning íslendingar í röð MTDC kerfi býður upp á mikilvægum áfangi vegna mismunandi DC spennu í hverju stöð. Orkutreyst stjórnkerfið í röð MTDC kerfi er flóknara en í samsíða MTDC kerfi. Í samsíða MTDC kerfi getur orkutreyst verið regluð með að pumpa straum í ákveðna leið, en í röð MTDC kerfi, orkutreyst stjórnkerfið býður upp á að breyta spennu í hverju endastöð.
Orkutreyst snúningur í röð MTDC kerfi getur verið auðvelda með bæði spennu forritar (VSC) og straum forritar (CSC). En þegar brottfall kemur eða viðhald er áætlað fyrir ákveðna leið, mun allt DC netið erfara dalka. Sama og tvívænu HVDC kerfi, er notuð AC-hlið streymbrot til að de-energize DC netið. Útvíkkun röð MTDC kerfi er líka erfitt. Setja upp ný endastöð þarf að de-energize allt netið, vegna þess að ring-formed DC netið verður skipt í settpunkt, sem brytur orkutenging til öllum öðrum stöðum á leiðinni.
Samsíða MTDC kerfi
Í samsíða MTDC kerfi eru mörg breytistöð sem virka sem inverter eða hlaða stöð tengdur við einn breytistöð sem virkar sem rektifill. Þessi rektifill stöð veitt orku í allt DC net. Samanborðið við samsíða eldri kerfi, er spenna sömu í öllum inverter eða hlaða stöð, sem er stilltur af einu af breytistöðunum. En straumur sem veitt er breytist eftir orkutengingar kröfur í hverju stöð. Til að halda samræmi straumur, er straumur dýnamískt stilltur í samsvari við orkutengingar kröfur á hverju hlaða stöð. Venjulega eru endastöð í samsíða MTDC kerfi með hærri kapasítu en þeir í röð MTDC neti.
Samsíða MTDC kerfi (Halda áfram)
Orkutreyst snúningur í samsíða MTDC kerfi getur verið auðvelda með bæði spennu snúningur eða straum snúningur aðferð. Þegar spennu snúningur er notað, sem er venjulega tengt Current Source Converter (CSC) - based endastöð, hefur hann áhrif á allar breytistöð. Þannig er mikilvægt að setja upp hágildi stjórnun og samskiptakerfi á milli þessara breytistöð til að stjórna þessum áhrifum. En ef orkutreyst snúningur er auðvelda með straum snúningur aðferð, sem er venjulega tengt Voltage Source Converter (VSC) - based endastöð, er ferlið miklu auðvelda til að framkvæma. Það er grunnlega af þessu atri VSC eru valdir yfir CSC í samsíða MTDC kerfi.
Í VSC-based MTDC kerfi, vegna þess að spenna er sömu, er orkutengingar metið endastöð stilltur af straumur metið af valve converter. Þessi uppsetning býður upp á mikilvæga kostgjarn í orkutreyst stjórnun í DC net. Það getur nákvæmlega stjórna orkutreyst með að pumpa straum í ákveðna leið, sem er auðvelda aðferð samanborðið við orkutreyst stjórnun kerfi í röð kerfi sem byggja á spennu stjórnun í hverju stöð.
Einn af helstu kostgjörnum samsíða MTDC kerfi er hans trufla á brottfallum. Ef brottfall kemur í einhverju endastöð, mun restinn af DC netið vera óskemmt. En til að eyða ákveðna DC leið sem tengt er brottfall stöð, þarf að nota sérstakt DC streymbrot. Í viðhaldi DC netið, er ekki nauðsynlegt að hætta orkutenging. Það er vegna þess að ný endastöð getur verið sett upp samsíða við núverandi leið, sem tryggir samræmi við dreifingu án þess að bryta orkutenging.
Aðrar kostgjarn samsíða MTDC kerfi er að hann er einfaldari yfirlagning íslendingar samanborðið við röð kerfi. Vegna sömu spennu á netinu, eru yfirlagningar kröfur auðvelda að stjórna.
Samsíða MTDC kerfi getur verið flokkuð í tvær gerðir:
Radial MTDC kerfi
Radial MTDC kerfi er sérstak gerð af samsíða MTDC uppsetningu. Í þessari uppsetningu, ef það kemur brottfall í tengingarleið eða ein link er tekinn, mun það valda brottfall orkutengingar til einhvers eða fleiri breytistöð. Þessi eiginleiki gerir radial MTDC kerfi að litla biti misstæða við einpunktur brottfall tilvik, vegna þess að brottfall í tengingarleið getur haft beint áhrif á orkutenging til ákveðin hluti af netinu.
Myndin sýnir uppsetningu þar sem fjórir inverter stöð eru tengdur við einn rektifill stöð. Í þessari uppsetningu er augljóst að ef það kemur brottfall í einhverju af leiðunum, mun það óþarfslega valda brottfall orkutenging til að minnst einu endastöð. Þessi misstæða gerir radial MTDC kerfi minni truflað samanborðið við Mesh eða Ring gerð MTDC kerfi.
Mesh (Ring) MTDC kerfi
Í Mesh eða Ring MTDC kerfi eru inverter (hlaða) stöð tengdur við einn rektifill stöð í mesh eða ring form. Einn af helstu kostgjörnum þessarar uppsetningar er að ef það kemur brottfall í einhverju tengingarleið eða ein link er tekinn, mun það ekki valda brottfall orkutenging til neinar inverter stöð. Samsíða myndin sýnir slíkt mesh eða ring MTDC kerfi. Þessi eiginleiki gerir Mesh eða Ring MTDC kerfi að fullkomlega truflað valkost fyrir orkutenging og dreifingu í ákveðnum notkun, vegna þess að það getur betur standið brottfall og tryggir ótrúað orkutenging til tengdir hlaða stöð.
Skoðað út frá mynd, í mesh eða ring MTDC kerfi, mun tekja út einhverju link ekki valda brottfall orkutenging til neinar breytistöð. Það er hellt að elektrísk orka sé sjálfkrafa umleiða gegnum aðrar tengingar í netinu. Þessi samræmi umleiða er mögulegt vegna tengdrar náttúru mesh eða ring uppsetningar. En það er mikilvægt að merkja að þessar aðrar tengingar verða nákvæmlega skapað til að halda áfram orkutenging með að minnka orkutap.
Ótrúað orkutenging í mesh MTDC kerfi er mikilvæg kostgjarn. Það tryggir samræmi og stöðug orkutenging, jafnvel í tilvik brottfalla. Þannig er samsíða tengdur mesh MTDC kerfi býður upp á fullkomlega truflað efni samanborðið við samsíða tengdur radial MTDC kerfi. Radial kerfi misstæða við brottfalla vegna einpunktur brottfall, er ómögulegt samanborðið við mesh kerfi fullkomlega truflað með að halda orkutreyst í sama tilvik, sem gerir mesh eða ring MTDC kerfi besta valkost fyrir notkun þar sem ótrúað orkutenging er mikilvægt.
