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1、22内蒙古石油化工2008年第19期Ξ高压直流输电的应用及前景马晓宇(内蒙古包头职业技术学院电子工程系,内蒙古包头014030)摘要:综述了直流输电与交流输电尤其是高压直流输电应用现状及其应用的优缺点,并预测了高压直流输电技术在我国的发展前景。关键词:直流输电;交流输电;高压直流;特高压输电引言有的同步发电机都保持同步运行。两端交流输电系随着国民经济的持续、高速增长,电力需求日益统的等值电路见图1。输送功率为:P=(E1E2�X2)旺盛,电力工业的发展速度加快。而我国电网的特点sinΔ,式中:E1、E2分别为受送端交流系统的等值电是能源资源与经济发展地理分布极不
2、均衡,有很大势;X2为线路、发电机、变压器的等值电抗;Δ为两数量电力装机在西部水电基地和北部的火电基地,电势的相角差。所以必须发展长距离、大容量电能传输技术,采用新的或更高一级电压等级,实现西南水电东送;华北火电南送。目前国内外的研究集中在高压直流(HVDC)和特高压交流(UHV)输电技术。1高压直流输电与特高压交流输电的优缺点比较直流输电的电压等级概念与交流输电不一样。图1双端交流输电系统等值电路图对于交流输电来说,一般将220kV及以下的电压等级称为高压,330～750kV的称为超高压,1000kV由此可见,在一定输电电压下,交流输电容许输及以上的称为特高压
3、。直流输电则稍有不同,±送功率和距离受到网络结构和参数的限制,还须采100kV以上的统称为高压;±500kV和±600kV仍取提高稳定性的措施,增加了费用。而用直流输电系称为高压,一般不称为超高压;而超过±600kV的统连接两个交流系统,由于直流线路没有电抗,不存则称为特高压。目前多数输电多采用特高压交流输在上述稳定问题。因此,直流输电的输送容量和距离电,其主要优点为:①提高传输容量和传输距离。随不受同步运行稳定性的限制,还可连接两个不同频着电网区域的扩大,电能的传输容量和传输距离也率的系统,实现非同期联网,提高系统的稳定性。②不断增大。所需电网电压等级越高,紧
4、凑型输电的效限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统,果越好。②提高电能传输的经济性。输电电压越高短路容量增大,甚至需要更换断路器或增设限流装输送单位容量的价格越低。③节省线路走廊。一般置。然而用直流输电线路连接两个交流系统,直流系来说,一回1150kV输电线路可代替6回500kV线统的“定电流控制”将快速把短路电流限制在额定功路。采用特高压输电提高了走廊利用率。率附近,短路容量不因互联而增大。③调节快速,运1.1直流输电在经济方面有如下优点行可靠。直流输电通过可控硅换流器能快速调整有①线路造价低。对于架空输电线,交流用三根导功功率,实现“潮流翻转”(功率流
5、动方向的改变),在线,而直流一般用两根,采用大地或海水作回路时只正常时能保证稳定输出,在事故情况下,可实现健全要一根,能节省大量的线路建设费用。对于电缆,由于绝缘介质的直流强度远高于交流强度,如通常的系统对故障系统的紧急支援,也能实现振荡阻尼和油浸纸电缆,直流的允许工作电压约为交流的3倍,次同步振荡的抑制。在交直流线路并列运行时,如果直流电缆的投资少得多。②年电能损失小。直流架交流线路发生短路,可短暂增大直流输送功率以减空输电线只用两根,导线电阻损耗比交流输电小;没少发电机转子加速,提高系统的可靠性。④没有电容有感抗和容抗的无功损耗;没有集肤效应,导线的截充电电
6、流。直流线路稳态时无电容电流,沿线电压分面利用充分。另外,直流架空线路的“空间电荷效布平稳,无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。异常升高的现象,也不需要并联电抗补偿。⑤节省线所以,直流架空输电线路在线路建设初投资和路走廊。按同电压500kV考虑,一条直流输电线路年运行费用上均较交流经济。①不存在系统稳定问的走廊～40m,一条交流线路走廊～50m,而前者输题,可实现电网的非同期互联,而交流电力系统中所送容量约为后者2倍,即直流传输效率约为交流2倍。Ξ收稿日期:2008-05-121.2直流输电在经济方面有如下缺点,限制
7、了直流2008年第19期马晓宇高压直流输电的应用及前景23输电的应用范围成套成熟的技术;而直流输电在可控性、隔离故障及①换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的运行管理等方面占有许多优势,特别是采用直流联最主要原因。在输送相同容量时,直流线路单位长度网时两网之间的波动互不干扰,稳定性很高。因此,的造价比交流低;而直流输电两端换流设备造价比在未来20年,直流输电将作为长距离大容量输电的交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”主要方式和500kV交流网架的强化措施,以便在无问题。②消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无更高一级交流电压输电线路时形成大区电网互联。功
8、功率约为输送功率的40%
