探索输电高压直流输电特点及进展前景

论文导读：生产力发展呈逆向分布。能源丰富地区远离经济发达地区。2）直流输电的应用前景（1）高压直流输电的应用主要在以下几个方面：（2）高电压、远距离、大容量输电（3）跨海送电（4）两个交流系统的非同步运行（5）由地下电缆向大城市供电（6）交流系统互联或者配电网增容时，作为限制短路容量的措施之一（7
摘要：综述了输电方式的变化及直流输电系统的构成，并对其优缺点进行了比较阐述。
关键词：输电电力系统高压直流特高压输电
随着能源开发、电能传输以及电力系统的规模不断扩大，采用直流输电的必要性日益被人们认识。直流输电不仅是一种节省能源损耗的输电方式，而且在开发利用边远地区的能源和开发新能源、新发电方式等方面，直流输电技术更是一种有效的手段，必将越来越广泛地得到采用。
高压压直流输电近年来在世界上得到了讯速的发展，到目前为止，总容量达50GQW左右。其中，在我国相继建成了100KV舟山海底电缆送电工程、500KV葛上直流输电工程、500KV天广直流输电工程，以及正在建设的三峡直流输电工程。输电是发电和用电中间环节，现代输电工程中并存着两种输电方式，高压交流输电和高压直流输电，两种方式各有自己的长处和不足，同时使用它们，可以取得更大经济效益。

一、HVDC的发展

1、国外发展概况：对电的认识和电科学的发展源于直流。

HVDC标志性事件
第一阶段（1954年前）-试验性阶段以HVDC首次成功试验为标志。
主要特征：1）工程运行参数较低，运行方式复杂，可靠性低；2）换流设备几乎都是低参数的汞弧阀；3）发展速度较慢。
第二阶段（1954-1972年）--稳步发展阶段以HVDC首次投入商业运行为标志。
主要特征：1）HVDC完全进入实用化阶段；2）HVDC的用途扩大；3）换流设备仍是汞弧阀，但是参数和质量大大提高。到1977年最后一个采用汞弧阀换流的直流工程（加拿大纳尔逊河Ⅰ期工程）建成，世界上共有12项采用汞弧阀换流的直流工程投入运行。
第三阶段（1970年-）--大力发展阶段以 HVDC首次全部采用晶闸管元件为标志。
主要特征：1）换流设备几乎都采用晶闸管；2）几乎所有工程都是超高压工程；3）单回线输电能力增强；4）发展速度非常快，规模越来越大。

2、国内HVDC工程概况和输电容量

1958，我国开始研究HVDC。——跨越了汞弧阀换流时期。1963，电力科学研究院建成国内第一个晶闸管阀模拟装置（5A）。——开始了对直流输电技术及控制保护系统的研究。1974年在西安高压电器研究所建成8.5kV、200A、1.7MW的背靠背换流试验站。——对一次设备和二次设备，及控制保护特性、故障类型进行考核试验。1977年在上海利用杨树浦发电厂到九龙变电所之间的23kV交流报废电缆，建成了31kV、150A、4.65MW的直流输电实验工程，全长8.6km。——对换流站产生的谐波和无线电干扰进行了实测和分析。以上工作为舟山直源于：普通论文格式范文www.7ctime.com
流输电工程的设计、调试和运行积累了经验，进行了技术准备。

3、国内电力现状与发展

1）能源分布极不均衡
（1）我国能源资源的特点：总量多；人均量少；分布不平均
（2）能源总量多，且主要是水能煤炭资源，油气贫乏。这决定了电源结构以煤电和水电为主；
（3）人均能源资源相对贫乏，仅为世界平均水平的40%。因此应提高能源使用效率，推广节能技术；
（4）能源资源分布不均，和生产力发展呈逆向分布。能
源丰富地区远离经济发达地区。
2）直流输电的应用前景
（1）高压直流输电的应用主要在以下几个方面：
（2）高电压、远距离、大容量输电
（3）跨海送电
（4）两个交流系统的非同步运行
（5）由地下电缆向大城市供电
（6）交流系统互联或者配电网增容时，作为限制短路容量的措施之一
（7）配合新能源输电
由于我国电网现状和能源分布情况等诸多因素，利用能源发电输送到负荷中心需要长距离大功率输电，我国沿海岛屿星罗棋布，需要发展海底输电，全国大城市的供电，各大电力系统的互连，都宜采用直流输电。
根据全国互联电网基本格局和西电东送的要求，今后我国电网将主要分为三大块，即北部电网、中部电网和南部电网，分别对应西电东送的三大通道，即北通道、中通道和南通道，其中输电和联网的方式是目前规划的方式，将根据今后电网发展实际情况做必要的调整。到2030年，超过1000km的西电东送容量中北通道为1980万kW，中通道为5130万kW，南通道为2930kW，三大通道的总输送容量约1亿kW。

二、HVDC系统的优势及其应用

现代直流输电技术普遍采取交流-直流-交流的换流方式，高压直流输电技术之所以得到如此蓬勃的发展，是因为它和交流输电相比，具有明显的优越性：
1）同样截面导线能输送更大的功率，并且有功损耗更小；
2）直流输电能迅速精确地实现多目标控制，以提高电能质量和供电可靠性；
3）直流只有正负两极，输电线路结构简单，而且当输电距离大于交直流输电等价距离时直流线路更节省投资；
4）每根导线都可以作为一个独立回路运行，并且可以采用大地或海水作回路；
5）直流线路在稳态运行时没有电容电流，沿线电压分布比较平衡，并且没有集肤效应；
6）电缆线路可以在较高的电位梯度下运行；
7）直流输电的两端交流系统之间有存在同步运行稳定问题；
8）可以联络两个不同频率的交流系统，联络线上的功率易于控制。
结束语
目前，高压直流输电技术在远距离大容量输电、海底电缆输电、两个交流系统的互联、大城市地下输电、减小短路容量、配合新能源输电等方面都得到了广泛的应用。特高压直流输电技术符合电力工业发展规律和电网技术的发展方向，在技术上没有不可逾越的障碍，在我国有广阔的应用前景。
参考文献：
《高压直流输电原理与运行》机械工业出版社 韩民晓 主编
《高压直流输电工程技术》，赵畹君编
《直流输电基础》，戴熙杰编
《直流输电》，浙江大学直流输电科研组
《高压直流输电系统的运行和控制》，李兴源编
《高压直流输电技术》，王官洁编
《高压直流输电与柔流输电控制装置——静止换流器在电力系统中的应用》，徐政译