高壓直流輸電工程換流閥冷卻系統(tǒng)仿真試驗平臺研制.pdf

1、在電源端將交流電整流為直流電，在負(fù)荷端將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，是?dāng)今長距離、大容量電力輸送的主要方式，在此過程中，換流閥發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。在電力電子設(shè)備中，從交換功率來講，換流閥屬于大功率類型。換流閥的工作電壓非常高，目前已經(jīng)可達(dá)±800kV。同時其交換功率也非常大，工程實踐中已經(jīng)可達(dá)800萬千瓦，可以滿足2-3個中等城市的用電，工作過程中會產(chǎn)生非常多的熱量。因此，換流閥正常工作時，必須人為對其進(jìn)行干預(yù)，避免換流閥器件溫度升的過高。配

2、置相關(guān)冷卻系統(tǒng)，制定相關(guān)制冷策略，是當(dāng)前人為干預(yù)的主要手段。通過這一系列方法，可以將換流閥溫度控制在一定合理的范圍內(nèi)，實現(xiàn)其穩(wěn)定的運(yùn)行，高效的輸出，安全的管控。社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，推動電網(wǎng)加快建設(shè)，輸電網(wǎng)絡(luò)由超高壓向特高壓轉(zhuǎn)變。換流閥冷卻系統(tǒng)發(fā)揮著日益重要的作用，工作人員關(guān)于換流閥冷卻系統(tǒng)的知識、技能儲備多少、更新快慢日漸影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，利用純水進(jìn)行換流閥冷卻的方式較多，本文開發(fā)了一套與之原理相似的仿真試驗平臺。借助該平臺

3、，可以實現(xiàn)一些日常操作的模擬，增加工作人員的認(rèn)知和理解。系統(tǒng)的所有工況都可以在仿真平臺上進(jìn)行模擬，具有較好的實時性和開放性。可以根據(jù)需要，設(shè)置不同仿真情形進(jìn)行培訓(xùn)演練。
　　目前市面上已經(jīng)有一些變電站仿真試驗系統(tǒng)，但是換流閥冷卻系統(tǒng)仿真試驗平臺還沒有成型。因此，根據(jù)仿真試驗系統(tǒng)的需求，在深入研究了靈寶換流站換流閥冷卻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開展以下工作:
　　(1)通過調(diào)研國內(nèi)換流閥冷卻系統(tǒng)市場，選取使用較多的國產(chǎn)化系統(tǒng)作為研究對象，

4、進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，從理論上驗證仿真試驗平臺研制的可行性。并基于此，從技術(shù)層面對故障預(yù)警和數(shù)據(jù)預(yù)測提供支撐。
　　(2)通過對換流閥冷卻系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗的積累，獲取大量相關(guān)數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)工況預(yù)測、故障預(yù)警方面的研究，并可開展運(yùn)行工況的可靠性評估。人們可以依據(jù)狀態(tài)評估結(jié)果，決定是否需要對其進(jìn)行檢修以及如何改進(jìn)優(yōu)化。
　　(3)通過數(shù)學(xué)建模和大數(shù)據(jù)分析計算，建立仿真實驗平臺，實現(xiàn)與實際換流閥冷卻系統(tǒng)相似的功能。可以模擬正常運(yùn)