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随着我国国民经济持续、高速增长,电力需求日益旺盛,电力工业快速发展。在这种背景下,要求输电工程具有更高的输电能力和输电效率,实现安全可靠、经济合理的大容量、远距离送电。目前,我国电网骨干网架主要以500kV交流和±500kV直流系统为主,较大幅度增加电力输送能力和规模受到严重制约,为实现“西电东送、南北互供、全国联网”的战略目标,亟需吸收国际上特高压输电的经验,加快建设电压等级更高、网架结构更强、资源配置规模更大的特高压骨干电网,提高输电走廊利用率,促进我国电力产业技术升级和可持续发展。其中,云广±800kV直流输电工程是南方电网“十一五”期间新增实施的云南向广东特高压输电项目,输电容量达5000MW,该工程是世界上第一条特高压直流输电工程,它的建成将在世界上开创电力工业发展的新篇章。
高压直流输电与交流输电相比较,高压直流输电具有良好的经济性、没有系统稳定问题、调节速度快、运行可靠而且适用于长距离、大功率输电等优点。然而,高压直流输电与交流输电相比也存在其缺点,换流站设备昂贵、回路电流会引起沿途金属构件和管道的腐蚀(以大地或海水作回流电路时)、换流装置需要消耗大量的无功功率、换流装置在运行中产生大量交流侧和直流侧谐波。因此交直流滤波器是高压直流输电系统的重要组成部分,是确保直流输电系统安全可靠运行的基础。特高压直流输电工程的设备从基本原理和结构来看,和±500kV直流大体类似,但由于承受的直流电压更高、输电容量更大,对外绝缘的要求也更高,对谐波分析及内外绝缘的配合等各方面要求更严格。
南方电网主网架现已形成“六交三直”九条大通道,采用交直流混合运行方式,西电送广东容量达到1088万千瓦。近年来,南方电网公司在高压直流输电的设计研究、运行维护、工程建设等方面均积累了一定的经验。本文将交直流系统作为整体,考虑交流系统和直流系统中谐波电压和电流之间的相互影响,对当前500kV高压直流输电系统的滤波现状进行分析。分析有源滤波器的原理并引入适合HVDC输电系统特点的混合有源滤波器(HAPF)。并将优化理论和方法应用于滤波器的设计。在高压直流输电滤波器设计的基础上对特高压直流输电的滤波器进行了相关的研究。通过进一步消化吸收天广、贵广直流交直流滤波器配置和进行有关对比研究,结合特高压直流输电技术的特点和要求,提出了云广特高压直流交直流滤波器配置方案,为进一步提高云广直流交直流滤波器运行维护水平提供参考和借鉴。