高压直流输电的现状和前景.pdf

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1、精品文档高压直流输电的现状和前景作者Peter（一）高压直流输电技术的兴起与发展1高压直流输电技术的兴起直流输电（也称HVDC）的发展历史到现在已有百余年了﹐在输电技术发展初期曾发挥作用﹐但到了20世纪初﹐由于直流电机串接运行复杂﹐而高电压大容量直流电机存在换向困难等技术问题﹐使直流输电在技术和经济上都不能与交流输电相竞争﹐因此进展缓慢。20世纪50年代后﹐电力需求日益增长﹐远距离大容量输电线路不断增加﹐电网扩大﹐交流输电受到同步执行稳定性的限制﹐在一定条件下的技术经济比较结果表明﹐采用直流输电更为合理﹐且比交流输电有较好的经济效益和优越的执行特性﹐因而直流输电重新被人们所重视并

2、得到急速发展。近20年来﹐随着电力电子技术的发展﹐高压直流输电迅速发展。自1972年加拿大建成世界上第一座可控硅换流站以来﹐可控硅技术不断进步﹐容量增大﹐可靠性提高﹐价格逐渐降低﹐直流输电更趋成熟﹐已成为电力传输的一种重要方式。特别是光纤和计算机等新技术的发展﹐使直流输电系统的控制﹑调节与保护更趋完善﹐进一步提高了直流输电系统执行的可靠性。2高压直流输电技术的优点及缺点（1）直流输电技术的优点直流输电与交流输电相比﹐有以下优点﹕直流输电具有大容量输送的能力﹐能够充分发挥规模输电优势。如采用4000安晶闸管换流阀﹐±800千伏特高压直流输电能力可达640万千瓦﹐是±500千伏﹑30

3、0万千瓦高压直流输电方案的2.1倍﹐是±620千伏﹑380万千瓦高压直流输电方案的1.7倍。输送功率的大小和方向可以快速控制和调节﹔直流输电系统的投入不会增加原有电力系统的短路电流容量﹐也不受系统稳定极限的限制﹔直流输电一般采用双极中性点接地方式﹐直流线路仅需两根导线﹐三相交流线路则需三根导线﹐但两者输送的功率几乎相等﹐因此可减轻杆塔的荷重﹐减少线路走廊的宽度和占地面积。在输送相同功率和距离的条件下﹐直流架空线路的投资一般为交流架空线路投资的三分之二。另外﹐相同的电缆绝缘用于直流时其允许工作电压比用于交流时高两倍﹐所以在电压相同时﹐直流电缆的造价远低于交流电缆。直流电缆线路没有交

4、流电缆线路中电容电流的困扰﹐没有磁感应损耗和介质损耗﹐基本上只有芯线电阻损耗﹐绝缘电压相对较低。如±800千伏直流线路的电阻损耗是±500千伏直流线路的39%﹐是±600千伏直流线路的60%。直流输电工程的一个极发生故障时另一个极能继续执行﹐且可充分发挥其过负荷能力﹐即可以不减少或少减少输送功率损失﹔直流本身带有调制功能﹐可以根据系统的要求作出反应﹐可以对机电振荡产生阻尼﹐可以阻尼低频振荡﹐从而提高电力系统瞬时稳定水准﹔能够通过换流站的无功功率控制调节系统的交流电压﹔大电网之间通过直流输电互联（如背靠背方式）﹐两个电网之间不会互相干扰和影响﹐且可迅速进行功率支持等。从直流输电上述

5、优点可以看出﹐直流输电尤其在下述情况下应用更具优势﹕a.直流输电不受同步执行稳定性问题的制约﹐对保证两端交流电网的稳定执行起了很大作用﹐因此适宜于远距离大功率输电﹐采用±800千伏直流输电的距离可达2500千米及以上。b:当跨海输电采用海底电缆时﹐电缆绝缘介质的直流介电强度大大高于交流强度﹐以油浸纸绝缘电缆为例﹐直流允许工作电压约为交流的3倍﹐特别是长的海缆必须采用直流海缆。另外﹐当电缆输送功率低于自然功率时﹐长的电缆线只有每隔一定距离装设补偿才能抑制受端电压的过分提高﹐这对海底电缆是办不到的。由于交流电缆的这种稳态充电容量过大﹐海下又无补偿﹐故允许长度受限制﹐采用直流电缆则无此

6、问题﹐特别是海底电缆长度超过40km时﹐采用直流输电1。欢迎下载精品文档无论是经济上还是技术上更为为合理﹐故世界上凡是远距离跨海输电一般都采用直流。我国除已建成的舟山--100kV直流输电工程外﹐将来广东至海南﹐大连至烟台﹐甚至大陆至台湾的联络线必然倾向于采用直流海底电缆输电。c.利用直流输电可实现国内区网或国际间的异步互联﹐把大系统分割为几个既可获得联网效益﹐又可相对独立的交流系统﹐避免了总容量过大的交流电力系统所带来的问题。d.由于直流输电的控制系统具有调节快﹑控制性能好的特点﹐可以有效地限制短路电流﹐使其基本保持稳定﹐交流电力系统互联或配电网增容时﹐直流输电可以作为限制短路

7、电流的措施。e.向用电密集的大城市供电﹐在供电距离达到一定程度时﹐用高压直流电缆更为经济﹐同时直流输电方式还可以作为限制城市供电电网短路电流增大的措施。（2）直流输电技术的缺点直流输电与交流输电技术比较缺点：换流阀在工作时需要消耗较多的无功功率﹔可控硅组件的过载能量较低﹔直流输电在以大地或海水作回流电路时﹐对沿途地面地下或海水中的金属设施造成腐蚀﹐同时还会对通信和航海带来干扰﹔直流电流不像交流电流那样有电流波形的过零点﹐因此灭弧比较困难。换流站的设备比交流变电站复杂﹐它除了必须有