特高压直流输电技术特点「高压直流输电技术」

时间：2022-12-31 18:59:27来源：搜狐

今天带来特高压直流输电技术特点「高压直流输电技术」，关于特高压直流输电技术特点「高压直流输电技术」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

特高压直流输电（UHVDC）是指±800kV（±750kV）及以上电压等级的直流输电及相关技术。特高压直流输电的主要特点是输送容量大、输电距离远，电压高，可用于电力系统非同步联网。

1 直流输电技术发展历程

1.1 直流输电的兴起

直流电是最早的发电、输电和用电方式，但直流电机结构复杂，换相困难，运行费用高，可靠性差，难以实现远距离、大容量的输电。

第一次远距离输电：1882年，法国物理学家多普勒，用装在斯巴赫煤矿中的直流发电机，以1.5-2kV直流电压，沿57km的电报线路，把1.5kW电力送到在慕尼黑举办的国际展览会上。

1889年，法国用直流发电机串联，以125kV直流电压，沿230km线路，把20MW电力从毛梯埃斯（Moutiers）送到里昂（Lyon）。

1888年三相交流电的出现是电工技术发展的一个重要里程碑，交流电网建设得到迅速发展，并很快占据了主导地位。

能方便而又经济地升高或降低电压，使远距离输电成为可能。

三相交流发电机和电动机结构简单，价格低，容量又可设计得很大。

三相交流电气设备效率高，运行维护简单。

交流输电在发展过程中也遇到了问题，

系统稳定问题使输送功率受到了限制，

无功问题限制跨海及地下电缆输电距离。

这样，人们又回忆起直流输电的许多优点，如没有运行稳定问题；线路造价低、损耗少，不存在无功问题等等，而继续加以研究运用。但在当时发电和用电的绝大部分均为交流电的情况下，要采用直流输电，必须进行换流才能实现，因此，之后直流输电的发展就与换流技术发展建立了十分密切的关系。围绕换流技术的发展，直流输电的发展经历了汞弧阀换流时期、晶闸管阀换流时期及全控型器件换流时期，人类社会发展也步入到现代社会......

1.2 直流输电的发展

从上图可以看出直线输电的发展，经过了汞弧阀、晶闸管阀技术的发展。

20世纪70年代以后，电力电子技术和微电子技术的迅速发展，高压大功率晶闸管的问世，晶闸管换流阀和计算机控制技术在直流输电工程中的应用，这些进步有效地改善了直流输电的运行性能和可靠性，促进了直流输电技术的发展。

20世纪80年代以后建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀，晶闸管阀已成为直流换流站的标准设备。近30年来，晶闸管技术不断进步，容量增大，可靠性提高，技术更趋成熟。

1970年瑞典首先在哥特兰岛直流输电工程原有的汞弧阀换流器上，扩建了直流电压为50kV，输送功率为10MW的晶闸管换流阀试验工程。

第一个全部采用晶闸管阀的HVDC系统是加拿大1972年建立的依尔河系统，运行电压80kV、输送容量为320MW背靠背直流输电系统。

国外输送容量最大的是1984年巴西建设伊泰普水电站±600kV超高压直流输电工程，两回共6300MW，线路全长1590km。

云南－广东±800kV特高压直流输电工程是世界上第一个±800kV特高压直流输电工程，也是我国特高压直流输电自主示范工程。工程西起云南楚雄洲禄丰县，东至广州增城市，途径云南、广西、广东三省（区），直流线路全长1438公里，额定直流电压±800kV，额定输送容量500万千瓦，计划2009年单极投运、2010年双极投运。

截止目前，中国直流工程:已建成直流输电工程18项，总输送容量4638万千瓦，线路全长15008公里，正在建设的HVDC工程有7个，HVDC-LIGHT工程有2个。在世界上率先建成±800kV和±660kV直流示范工程，中国已成为世界上投运直流输电工程最多、直流输电技术应用最全面的国家，在高压直流输电领域实现了“中国创造”和“中国引领”。

中国已投运直流工程

“十二五”直流输电工程18项

2 直流输电技术基本原理

2.1 直流输电技术的原理

直流输电系统基本结构示意图

直流输电系统原理示意图

±800kV特高压直流工程原理图

2.2 直流输电技术的分类

工程结构分类

分类I（按换流站数量分类）

a.两端直流输电(或“点对点直流输电”)

b.多端直流输电

分类II（按线路长度分类）

a.长距离直流输电

b.背靠背直流输电

分类III（按电压等级分类）

a.（超）高压直流输电

b.特高压直流输电

工程性质分类

远距离大容量直流架空线路工程；

背靠背直流联网工程;

海底电缆工程;

城市地下电缆工程。

2.3 直流输电技术的特点

直流输电的优点

线路造价低；

输电损耗小；

输送容量大；

限制短路电流；

线路故障时的自防护能力强；

节省线路走廊；

实现非同步电网互联；

功率调节控制灵活；

特别适合电缆输电。

直流输电的缺点

换流设备较昂贵；

消耗无功功率多；

产生谐波影响；
换流器过载能力低；
某些运行方式下对地下（或海中）物体产生电磁干扰和电化学腐蚀；
缺乏直流开关；
不能用变压器来改变电压等级。

直流输电适用场合

高电压、远距离、大容量输电；
跨海送电；
不同频率电网联网或相同频率电网非同步联网；
由地下电缆向大城市供电；
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；
配合新能源输电。

3 特高压直流输电技术应用与实践

3.1 直流工程建设选择

直流工程要因地制宜：

不同电压等级、不同频率的两个交流系统联网，或者两个弱交流系统联网，推荐直流工程（背靠背）。
新能源发电并网、孤岛供电、分布式发电并网，推荐采用直流（柔性直流）。
远距离、大容量电力输送。500公里以下，主要±500kV直流，500－800公里，可讨论±660kV或±500kV，800－1500公里，比选±660kV和±800kV直流，1500－2000公里，采用±800kV直流，2000公里以上，比选±800kV和±1100kV直流。

直流系统输送功率和换流器容量，增大电流还是增大电压。

提高电压的意义

3.2 我国特高压直流技术实践成就

电压等级越高，技术难度就越大。特高压直流代表了国际高压直流输电的最高水平，研发工作极具挑战性。

±800千伏特高压直流输电技术为中国首次提出，国际上没有可供借鉴的经验和标准，更没有现成的设备。

按照“科学论证、示范先行、自主创新、扎实推进”的原则，国家电网公司在“十一五”期间全面开展了特高压直流输电技术研究，通过产学研联合攻关，大力开展自主创新，在五个方面取得了重大突破。