HVDC系统的组成及优化技术

直流输电系统主要由换流器（整流器和逆变器）、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，如图11-9所示。

图11-9　HVDC系统组成

两端直流输电系统中，交流电力系统Ⅰ和交流电力系统Ⅱ分别为送端和受端。直流输电系统基本工作原理是交流电力系统Ⅰ的交流功率经换流变压器送到整流器，由整流器把交流功率换成直流功率，然后由直流线路把直流功率输送给逆变站内的逆变器，逆变器将直流功率变换成交流功率，再经换流变压器送入受端的交流电力系统Ⅱ。

1.换流器

换流器是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。将交流电转换成直流电的换流器成为整流器；将直流电转换成交流电的换流器成为逆变器。

直流输电所用的换流器通常采用12个（或6个）换流阀组成的12脉动换流器（或6脉动换流器）。早期的直流输电工程曾采用汞弧阀换流，20世纪70年代以后均采用晶闸管换流阀。目前，新型半导体器件绝缘栅双极晶体管（IGBT）得到广泛应用。(www.xing528.com)

2.换流变压器

换流变压器是向换流器提供适当等级电压的不接地三相电压源设备。它可实现交、直流侧的电压匹配和电隔离，可以限制直流故障电流，削弱交流系统入侵直流系统的过电压，能减少注入交流系统的谐波。

换流变压器阀侧绕组所承受的电压为直流电压叠加交流电压，而且两侧绕组中均有一系列的谐波电流。因此，换流变压器的设计、制造和运行均和普通电力变压器有所不同。

3.平波电抗器（直流电抗器）与交直流滤波器

平波电抗器与直流滤波器共同承担直流侧滤波的任务，同时它还具有防止线路上的陡波进入换流站，防止直流电流断续，降低逆变器换相失败率等功能。运行时换流器的交流侧和直流侧都会产生谐波，所以在两侧需要装设交流滤波器和直流滤波器。

4.无功补偿装置

由晶闸管换流阀组成的电网换相换流器，运行中还吸收大量的无功功率。因此，在换流站要利用交流滤波器提供的无功，有时还需要另外装设无功补偿装置。