特高压直流输电技术综述

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1、特高压直流输电技术综述李张*2,蔡*3,袁*4hu，4哈尔滨工业大学材料学院电子封装技术专业摘要分析与总结国内外关于特高压直流输电技术的研宄，并结合我国电力资源西部中部山西等地产能达，东部，南部用电需求大的基本情况，分析这一技术在我国西电东送，和三西（山西，陕西，内蒙古西部）煤电资源向东南沿海输送工程中的应用前景。关键词特高压：直流输电：技术综述0简介特高压输电技术是指在500kV以及750kV交流和：fc500kV直流之上采用更高一级电压等级的输电技术，包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技术两部分。有文献建议加强特高压交流输电技术的科研及设备试制工作，也有文献认为直

2、流联网可提高全国互联电网的安全稳定运行水平和供电可靠性。特高压直流输电技术起源于20世纪60年代，瑞典Chalmers火学1966年开始研究:t750kV导线。1966年后前苏联、巴西等国家也先后开展了特高压直流输电研究工作，20世纪80年代曾一度形成了特高压输电技术的研究热潮。国际电气与电子工程师协会（IEEE）和国际大电网会议（Cigre）均在80年代末得出结论：根据己有技术和运行经验，±800kV是合适的直流输电电压等级，2002年Cigre又重申丫这一观点。1直流输电现状中国拥有世界上最先进的直流输电技术，如换流站中首次釆用GIS全封闭组合电气及户内直流开关场，既

3、有传统的电触发也有大功率光触发可控硅换流阀、光TA及有源滤波器技术，直流线路用720mm2大截面导线及OPGW复合地线光缆。通过实践和积累，我国直流工程在建设、设计、设备选用和施工等方面都有较大进步。1988〜1994年为了开发亚马逊河的水力资源，巴丙电力研究中心和ABB组织了括士800kV特高压直流输电的研发工作，后因工程停止而终止了研究工作。目前巴两乂将亚马逊河的水力资源开发列入议事日程，准备恢复特高压直流输电的研宄工作。此外，正在积极进行特高压直流输电研究的还有印度和中国。2特高压直流输电技术的优点特高压直流输电无需复杂的系统设计，基本可以采用±500kV和土600

4、kV直流输电系统类似的设计方法，需要考虑的关键问题是外部绝缘和套管的设计等问题。特高压直流输电的输送容量大，输电距离长，输电能力主要受导线最高允许温度的限制。一条±600kV直流线路可输送的功率约为4GW;而一条±800kV直流线路可输送的功率可达到6GW,用于远距离输电具奋良好的经济性。对于特高压输电技术，只要所联的交流系统短路比大于3,即能够满足艽接入电网的条件。S前我国与直流相联的交流系统短路比均大于5。交流线路的无功补偿对远距离大容量输电系统至关重要；而直流输电线路本身不需要无功补偿，在换流站利用站内的交流滤波器和并联电容器即可向换流器提供所需的无功功率。一般来讲

5、，对于远距离大容量输电直流方案优于交流方案，特高压方案优于超高压方案。3系统设计3.1主要性能要求±800kV特高压直流输电工程的额定容量为2x3200MW,送端平波电抗器直流线路侧为测点，最小输送功率为双极640MW、单极320MW（对于无功平衡设计，可按单极640MW考虑）；带备用冷却时，30min过负荷能力不小于1.2pu，2h过负荷能力不小于1.15pu，连续过负荷能力不小于l.lpu；标称电压为800kV，允许电压波动范围为2%，70%〜100%标称电压降压运行；除車极大地回路、双极线并联外，可运行在其它所有正向和反向方式下，任何一个换流器的任何故障、退出、检修

6、和投入均不影响其它换流器的运行；反向输送能力按正向输送能力的50%考虑，不耍求在线快速潮流反转。特高压直流输电工程的可靠性设计指标如表1所示。表2特高压直流输电工程典型的可靠性设计指标Tab.2ThetypicalreliabilitydesignindicesofUHVDCtransmissionproject指标名称指标限值换流器强迫停运率全工程平均不大于3次/（换流器•年｝单极强边停运率两极平均不大于1决/（极•年）双极强边停运率不大于0.02次/年能量不可用率不大于0.5%3.2主接线方式直流换流站的主接线设计主要有两个方面，即直流侧主接线和交流侧主接线。直流侧主

7、接线主要有三种：每极一个换流器、每极两个换流器串联、每极两个换流器并联。根据特高压直流输电工程的技术条件和B前的制造水平，我国将一律采用每极两个换流器串联的主接线方式，如图1所示，每个换流器的容量为1600MW,将是世界上容量最大的换流器。采用这种主接线方式的一个重要问题是两个换流器之间的电压分配，我国初步选择400kV+400kV的方案。aa-zs图1换流器的接线方式交流侧主接线将采用常规的3/2接线，每个换流器接入一个进线间隔，为了提高可靠性、降低穿越功率，4个换流器应接入4申。交流滤波器将按大组接线，大组采用单母线结构，