Жоғары деңгейдегі түз сызықты көшеру (HVDC) жүйесінің конфигурациялары

Жоғары деңгейдегі түз сызықты көшеру, кыскача HVDC деп аталатын, уақытша аралықта энергияны өткізу үшін өте ерекше және ыңғайлы ықтималдылық. Бұл ықтималдылық традиционды альтернативті көшеру (AC) өткізумен салыстырғанда энергия жоюларын өте азайтады. HVDC жүйесі әртүрлі операциялық талаптарға ыңғайлау үшін арнайы конфигурацияларда қолданылады. Бұл мақала HVDC жүйесінің негізгі түрлерін курайы түрде қарастырады.

Арт-арт HVDC жүйелері

Арт-арт (B2B) HVDC конфигурациясында, конвертердің негізгі элементтері болып табылатын ректификатор мен инвертор бір терминалдық станцияда орналасқан. Бұл екеуі арт-арт қосылу арқылы бір-бірімен тікелей байланысқан. Бұл конфигурацияның негізгі функциясы - екі өзара айырмашылықтан өтуші AC энергиялық жүйелерін байланыстыру. Бұл ректификатор арқылы келген AC энергияны DC-ге айналдыру арқылы жасалады, содан кейін инвертор арқылы DC-ді AC-ге қайта айналдыру арқылы жүзеге асырылады.

Арт-арт HVDC жүйелері (Жалғасы)

Арт-арт HVDC нақтылау бір өңделген кіңістікте орналасқан және екі асинхронды AC энергиялық жүйелерін байланыстыру үшін қолданылады. Ректификатор мен инвертордың тікелей арт-арт байланысына байланысты, DC өткізу линиясына қажет жоқ. Серияда байланысқан тиристорлар санын азайту үшін аралық DC напруга өнімді төмен деңгейде сақталады. Осы нақтылаудың ағым рейтингі бірнеше мың амперге жетеді.

Бұл түрдегі HVDC жүйесі төмендегі жағдайларда екі асинхронды AC энергиялық жүйелерін байланыстыру үшін өте пайдалы:

• Егер екі AC жүйелері немесе энергиялық желілері әртүрлі частоталарда іске қосылса.

• Егер екі жүйелері бірдей частотада, бірақ фазалық айырмашылығы болса.

Екі терминалдық HVDC жүйесі

Екі терминалдық HVDC конфигурациясында, екі айырмашылықтан өтуші терминалдық станциялары бар, әрқайсысы конвертер станциясы ретінде іске қосылады. Бір станцияда ректификатор, ал екіншісінде инвертор бар. Бұл екеуі HVDC өткізу линиясы арқылы байланыстырылады, сонымен өте уақытша аралықта энергияны өткізу мүмкіндігі беріледі. Бұл нақтылау традиционды AC өткізу үшін жоғары деңгейдегі уақытша аралықта энергияны өткізу үшін жоғары деңгеликті емес, түз сызықты көшерудің артықшылықтарын пайдаланып, энергия жоюларын азайту және зертханалық аймақтарда өткізу үшін жақсартылады.

Екі терминалдық HVDC жүйесі екі нүкте арасында тікелей байланыс құрайды, параллель өткізу линиялары немесе өткізу линиясы бойындағы аралық тапсырмалары жоқ. Бұл қасиеті бұл жүйенің басқа аталуы, нүкте-нүкте өткізу үшін, географиялық түрде аралықтағы екі жер аралығында энергиялық қамқорлық үшін ыңғайлы болады.

Екі терминалдық HVDC жүйесінің белгілі бір артықшылығы - HVDC цепь қиыршығына қажет жоқ. Техникалық қызмет көрсету немесе дефекттерді жою кезінде, AC жағындағы AC цепь қиыршықтары DC линиясын энергиясыздандыру үшін қолданылады. DC цепь қиыршықтарына салыстырғанда, AC цепь қиыршықтары қарапайым құрылымымен және төмен бағасымен, сондықтан екі терминалдық HVDC жүйесі экономикалық және қолдау үшін ыңғайлы болады.

Көптеген терминалды DC (MTDC) жүйесі

Көптеген терминалды DC (MTDC) жүйесі қарапайымдықтан өте татаң HVDC конфигурациясы. Бұл нақтылау бірнеше өткізу линияларын пайдаланып, екіден көп нүктелер арасында байланыс құрайды. Бұл нақтылау бірнеше терминалдық станцияларын қамтиды, әрқайсысы өзінің конвертерімен, барлық станциялар HVDC өткізу линиялары арқылы байланыстырылады. Бұл желіде бірнеше конвертерлер AC энергияны DC-ге айналдыратын ректификатор ретінде, ал басқалары DC-ді AC-ге қайта айналдыратын инвертор ретінде іске қосылады. MTDC жүйесінің негізгі принципі - ректификатор станцияларынан берілетін жалпы энергия инвертор (бағыттау) станциялары тағы бар энергияға тең болуы, сондықтан желіде өзара тең және ыңғайлы энергия ағысу қамтамасыз етіледі.

Көптеген терминалды DC (MTDC) жүйесі (Жалғасы)

MTDC желісі AC желісіне ұқсас өзара ыңғайлы, бірақ өзінің уникалдуы - DC желісінде энергия ағыс тәртібін өзгерту үшін өте дәл қолданылады. Бірақ бұл жақсартылған функциялық мүмкіндіктері қарапайымдықтан өте татаң болғанымен, MTDC жүйесі екі терминалдық HVDC конфигурациясынан өте татаң болады.

MTDC нақтылауда, AC жағындағы AC цепь қиыршықтарына тәуелді болу мүмкін емес. Екі терминалды системада, AC цепь қиыршығын қолдану барлық DC желісін, әдетте қателіктерді жою немесе техникалық қызмет көрсету үшін тек қана бір линияны энергиясыздандыру үшін қолданылады. Осы себептен, MTDC жүйесіне бірнеше DC коммутациялық компоненттері, мисалы, цепь қиыршықтары қажет. Бұл арнайы DC цепь қиыршықтары қолданылып, техникалық қызмет көрсету кезінде немесе қателіктерді жою кезінде өзара қосылған аралықтарды же бірнеше секцияларды қиыршыққа қояды, сондықтан желінің стабилдігі мен ыңғайлылығы қамтамасыз етіледі.

MTDC жүйесінде система теңсіздігін сақтау өте маңызды. Ректификатор станцияларынан берілетін жалпы ағым инвертор станциялары тағы бар ағымға тең болуы керек. Егер кез келген инвертор станциясында энергия қажеттілігі тез өссе, DC энергия шығысы сәйкес өсіріледі. Бұл процесс кезінде, берілетін напруганы және инверторлардың қызмет етілуін жақсы көрсету өте маңызды, сондықтан өзара ыңғайлылықты жою қолданылады.

MTDC жүйелерінің негізгі күштерінің бірі - жақсы қызмет ететін кезде. Егер кез келген өндіріс станциясында күмән өткен энергия кезінде, система өзара қосылған конвертер станциялары арқылы энергияны тез өзгерту үшін қолданылады, сондықтан жалпы энергиялық қамқорлыққа қателіктер минималдау үшін қолданылады.

MTDC қолданылуы

• Қайта қолданылатын энергиялық интеграция: Бірнеше DC-ге негізделген қайта қолданылатын энергиялық ауылшарларын әртүрлі энергиялық желілерге қосу, таза энергияны ыңғайлы өткізу үшін қолданылады.

• Деніз жағалауындағы шамал жоспары: Бірнеше деніз жағалауындағы шамал жоспарларын су астындағы энергиялық желілерге қосу, ұзақ аралықта өте көп энергия өткізу кезінде пайда болатын қиындықтарды жою үшін қолданылады.

• Көп энергия өткізу: Бірнеше ұзақ аралықтағы AC өндіріс станцияларынан бірнеше бағыттау меркерлеріне өте көп энергия өткізу, зертханалық аймақтарда энергия өткізу үшін оптимизацияланады.

• Желілерді байланыстыру: Екі асинхронды AC энергиялық жүйелерін байланыстыру, желінің стабилдігін және энергия алмасу мүмкіндіктерін жақсарту үшін қолданылады.

• Энергия қамқорлығын өзгерту: Кез келген өндіріс станцияларында энергия күмәндіктері кезінде энергия қамқорлығын өзгерту, сұраныстарға үнемі қолданылады.

• AC желісін қолдау: Бір ректификатор мен бірнеше инверторларды пайдаланып, тартылған AC желілеріне энергия беру, тартылған және желінің жалпы жұмысын жақсарту үшін қолданылады.

• Қолданылатын энергия өзгерту: Желіде әртүрлі нүктелерде энергия өзгерту, әртүрлі энергия қамқорлықтары мен өткізу талаптарына ыңғайлау үшін қолданылады.

MTDC жүйелері екі негізгі түрге бөлінеді:

Сериялық MTDC жүйесі

Сериялық MTDC конфигурациясында, бірнеше конвертер станциялары сериялық қосылған, электр техникалық сериялық цепь құрылымына ұқсас. Бұл нақтылаудың анықтаушы қасиеті - аралықты аралықтан өту арқылы аралықты аралықтан өту. Сериялық қосылған желіде, аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үшін қосылған аралықтардың аралықты аралықтан өту үш......