特高压直流输电.docx

特高点直流输电技术摘要：针对我国电网的现状和发展趋势，指出发展特高压交流输电是缓解我国电力供应紧张状况的有效途径，也是改善电网结构、促进全国联网的需要。本文对特高压直流输电技术进行了综述，并对比了其优缺点。另外本文对目前我国特高压输电领域存在争议的一些问题进行了论述[1]，包括：过电压和绝缘问题、电磁环境问题、控制保护问题等，并提出了可行性建议，即可在借鉴前苏联、日本、美国等国的研究成果的基础上，结合本国具体工程，进一步加强技术科研和相关设备的研制。最后本文提出了我国他高压直流输电技术未来的发展规划以及发展前景。关键字：特高压直流输电；电力系统；经济；技术；过电压和绝缘；电磁环境；控制保护一、背景和现状特高压输电是在超高压输电的基础上发展起来的，其目的仍是继续提高输电能力，实现大功率的中、远距离输电，以及实现远距离的电力系统互联，建成联合电力系统。根据21世纪上半叶我国国民经济发展要求[2]，预计到2020年全国装机容量将达到1100~1200GW。但是我国能源和负荷地理分布极不均衡，这就决定了我国要解决21世纪上半叶的电力供应问题，实现长距离大容量的“西电东送和北电南送”，从而实现全国联网，充分发挥电网的水火互补调剂及区域负荷错峰作用。全国联网网架中各段输送容量约5~20GW，输送距离约为600~2000km。目前，500kV电网无论在传输长度、传输容量和限制短路电流方面都不能胜任上述要求，发展特高压输电已经势在必行。我国从20 世纪80 年代开始[3],建成了±100 kV 的舟山直流工程，到目前已经陆续建成了8 条直流输电线路,线路总长度和输电容量均居世界首位。根据我国能源分布的特点以及输电负荷的发展需求和500 kV 输电网架暴露出的问题(网损大,线路走廊紧张等) ,通过对特高压直流输电(UHVDC) 的研究论证,国家发改委已经将直流±800 kV 作为特高压直流线路的运行电压等级。二、特高压直流输电的优缺点1、优点（1）经济方面线路造价低[4]。对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用两根，采用大地或海水作回路时只要一根，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，如通常的油浸纸电缆，直流的允许工作电压约为交流的3倍，直流电缆的投资少得多。年电能损失小。直流架空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截面利用充分。另外，直流架空线路的“空间电荷效应”使其电晕损耗和无线电干扰都比交流线路小。（2）技术方面不存在系统稳定问题[5]，可实现电网的非同期互联。由此可见，在一定输电电压下，交流输电容许输送功率和距离受到网络结构和参数的限制，还须采取提高稳定性的措施，增加了费用。而用直流输电系统连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，不存在上述稳定问题。因此，直流输电的输送容量和距离不受同步运行稳定性的限制，还可连接两个不同频率的系统，实现非同期联网，提高系统的稳定性。限制短路电流。如用交流输电线连接两个交流系统，短路容量增大，甚至需要更换断路器或增设限流装置。然而用直流输电线路连接两个交流系统，直流系统的“定电流控制’，将快速把短路电流限制在额定功率附近，短路容量不因互联而增大。没有电容充电电流。直流线路稳态时无电容电流，沿线电压分布平稳，无空、轻载时交流长线受端及中部发生电压异常升高的现象，也不需要并联电抗补偿。2、缺点换流装置较昂贵。这是限制直流输电应用的最主要原因。在输送相同容量时，直流线路单位长度的造价比交流低;而直流输电两端换流设备造价比交流变电站贵很多。这就引起了所谓的“等价距离”问题。消耗无功功率多。一般每端换流站消耗无功功率约为输送功率的40％～60％,需要无功补偿。产生谐波影响。换流器在交流和直流侧都产生谐波电压和谐波电流，使电容器和发电机过热、换流器的控制不稳定，对通信系统产生干扰。从运行维护来说，直流线路积污速度快、污闪电压低，污秽问题较交流线路更为严重。与西方发达国家相比[6]，目前我国大气环境相对较差，这使直流线路的清扫及防污闪更为困难。设备故障及污秽严重等原因使直流线路的污闪率明显高于交流线路。三、特高压直流输电技术特点1、过电压和绝缘问题±800 kV 特高压直流工程实际运行经验不多,已经投入运行的只有云南—广州一回线路，而我国投运的绝大多数换流站中电压等级最高为500 kV。目前[7],我国规划和正在建设的特高压直流工程电压由±500 kV 提高到±800 kV ,输送容量约为±500 kV 的2 倍,换流站和线路绝缘部分的投资比例增大,一旦出现绝缘故障带来的损失和系统扰动问题将很严重,因此过电压保护以及绝缘配合将是特高压直流输电的最根本性问题。另外,我国西部水电资源位于高海拔地区,存在较严重的污秽、履冰等问题,合