逯寧

【摘 要】近年來(lái)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，人們?yōu)榱耸沟秒娔茌斔偷馁|(zhì)量和效益得到進(jìn)一步的提升，也將許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到了其中，從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。其中高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用，不僅有效的改善了電力資源輸送的質(zhì)量，滿足了人們?nèi)粘Ｉ畹南嚓P(guān)要求，還使得電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。下面我們就對(duì)高壓直流輸電技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹。

【關(guān)鍵詞】高壓直流輸電；特點(diǎn)；發(fā)展

一、高壓直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)

1、高壓直流輸電的功能

高壓直流輸電是將三相交流電通過(guò)換流站整流變成直流電，然后通過(guò)直流輸電線路送往另一個(gè)換流站逆變成三相交流電的輸電方式。它基本上由兩個(gè)換流站和直流輸電線組成，兩個(gè)換流站與兩端的交流系統(tǒng)相連接。在一個(gè)高壓直流輸電系統(tǒng)中，電能從三相交流電網(wǎng)的一點(diǎn)導(dǎo)出，在換流站轉(zhuǎn)換成直流，通過(guò)架空線或電纜傳送到接受點(diǎn)；直流在另一側(cè)換流站轉(zhuǎn)化成交流后，再進(jìn)入接收方的交流電網(wǎng)。直流輸電的額定功率通常大于100兆瓦，許多在1000-3000兆瓦之間。

高壓直流輸電用于遠(yuǎn)距離或超遠(yuǎn)距離輸電，因?yàn)樗鄬?duì)傳統(tǒng)的交流輸電更經(jīng)濟(jì)。應(yīng)用高壓直流輸電系統(tǒng)，電能等級(jí)和方向均能得到快速精確的控制，這種性能可提高它所連接的交流電網(wǎng)性能和效率，直流輸電系統(tǒng)已經(jīng)被普遍應(yīng)用。直流輸電線造價(jià)低于交流輸電線路但換流站造價(jià)卻比交流變電站高得多。一般認(rèn)為架空線路超過(guò)600-800km，電纜線路超過(guò)40-60km直流輸電較交流輸電經(jīng)濟(jì)。隨著高電壓大容量可控硅及控制保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，換流設(shè)備造價(jià)逐漸降低，直流輸電近年來(lái)發(fā)展較快。

2、高壓直流輸電技術(shù)的主要特點(diǎn)

（1）高壓直流輸電系統(tǒng)中間無(wú)落點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、大功率、長(zhǎng)遠(yuǎn)距離直接進(jìn)行電力輸送。在輸送和接受地點(diǎn)都確定的情況下，使用高壓直流輸電，可以實(shí)現(xiàn)交直流并聯(lián)輸電或非同步聯(lián)網(wǎng)，這樣的話使得電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較松散和清晰，有利于調(diào)控。

（2）大量過(guò)網(wǎng)潮流在采用高壓直流輸電時(shí)候是可以減少或避免的，通過(guò)改變送受兩端的運(yùn)行方式而改變潮流，該系統(tǒng)潮流方向和大小都可以很方便地進(jìn)行控制。

（3）使用高壓直流輸電時(shí)，因?yàn)槠潆妷汉芨?、輸送容量大，這樣就比較適合大功率、遠(yuǎn)距離進(jìn)行輸送電。

（4）當(dāng)交直流并聯(lián)輸電時(shí)，通過(guò)調(diào)制直流的有功功率，可以有效抑制與其并列的交流線路的功率振蕩，包括區(qū)域性低頻振蕩，明顯提高交流的暫態(tài)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能。

（5）當(dāng)大功率直流輸電發(fā)生直流系統(tǒng)閉鎖時(shí)，輸電線路的兩端其交流系統(tǒng)則會(huì)承受較大的功率沖擊。

二、高壓直流輸電優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)

1、高壓直流輸電的優(yōu)勢(shì)

（1）低耗材

傳統(tǒng)的三相交流線路需要三根導(dǎo)線，并且線路走廊寬，而直流輸電線路只需正、負(fù)兩極導(dǎo)線，其桿塔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線路走廊窄，此外，一條同電壓的直流輸電線路輸送容量約為交流輸電線路的2倍，直流輸電的線路走廊，其傳輸效率約為交流線路的2倍甚至更多一點(diǎn)。

（2）遠(yuǎn)距離、大容量

直流輸電并不存在交流輸電的功角穩(wěn)定問(wèn)題，因此不會(huì)由于靜態(tài)穩(wěn)定或暫態(tài)穩(wěn)定性能變差而降低輸送容量。這是直流輸電傳輸功率的重要特點(diǎn)，也是它的一大優(yōu)勢(shì)。直流輸電的輸送容量由換流閥電流允許值決定，輸送容量和距離不受兩端的交流系統(tǒng)同步運(yùn)行的限制，有利于遠(yuǎn)距離大容量輸電。

（3）易互聯(lián)

對(duì)于交流輸電系統(tǒng)，并網(wǎng)中的各個(gè)系統(tǒng)必須同步運(yùn)行，否則可能在設(shè)備中形成強(qiáng)大的循環(huán)電流而損壞設(shè)備，或者停電事故。而直流輸電兩端的交流系統(tǒng)不需要同步運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)不同額定頻率或相同額定頻率交流系統(tǒng)之間的非同期聯(lián)絡(luò)，提高兩側(cè)交流系統(tǒng)互為備用以及事故緊急支援的能力，從而提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電的經(jīng)濟(jì)性。

2、高壓直流輸電的缺點(diǎn)

（1）換流器在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生交流諧波和直流諧波，若處理不當(dāng)將其引入交流系統(tǒng)會(huì)給交流電網(wǎng)帶來(lái)很多問(wèn)題。為了降低諧波的影響需在交流側(cè)和直流側(cè)加裝濾波器組，這樣無(wú)形中就增加了換流站的占地面積和運(yùn)行成本。

（2）晶閘管式換流器在直流電傳輸過(guò)程中會(huì)吸收大量的無(wú)功功率，高達(dá)有功功率的60%，這就需要加裝無(wú)功功率補(bǔ)償裝置來(lái)進(jìn)行控制，從而增加了換流站的成本和控制的復(fù)雜性。

三、直流輸電技術(shù)的應(yīng)用

直流輸電的應(yīng)用范圍取決于我國(guó)目前直流輸電技術(shù)的發(fā)展水平和我國(guó)能源需求分布。目前我國(guó)實(shí)際采用的輸電方式有交流輸電和直流輸電兩種。目前我國(guó)直流輸電的發(fā)展水平，直流輸電還僅只是交流輸電的補(bǔ)充。隨著直流輸電技術(shù)的發(fā)展，直流輸電的應(yīng)用范圍將會(huì)變大。目前，直流輸電技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合可分為以下兩大類型。

1、采用交流輸電在技術(shù)上有困難或者是不可能，而且只能采用直流輸電的場(chǎng)合，如不同頻率電網(wǎng)之間的聯(lián)網(wǎng)或向不同頻率的電網(wǎng)之間送電；因穩(wěn)定性問(wèn)題采用交流輸電難以實(shí)現(xiàn)要求；長(zhǎng)距離電纜送電，采用交流電纜因?yàn)殡娙蓦娏魈蠖鵁o(wú)法實(shí)現(xiàn)等。

2、在技術(shù)上采用兩種輸電發(fā)送等能實(shí)現(xiàn)，但采用直流輸電技術(shù)比交流輸電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能好。對(duì)于這種情況就需要對(duì)輸電的方案進(jìn)行比較和論證，最后根據(jù)比較的結(jié)果選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越的輸電方案。目前我國(guó)直流輸電的應(yīng)用主要在遠(yuǎn)距離的大容量輸電、大型電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、直流電纜送電、交流輸電線路的增容改造為輕型直流輸電等。

四、直流輸電的發(fā)展

早在19世紀(jì)20年代，人們就已經(jīng)發(fā)明了直流輸電機(jī)，通過(guò)電力資源的遠(yuǎn)程輸送，滿足人們生活的相關(guān)要求，這也開(kāi)創(chuàng)了直流輸電技術(shù)應(yīng)用的先河。而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，直流電力的輸送技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，并且還建立了相應(yīng)的直流輸電工程，從而使得直流電力資源輸送的范圍更加的廣泛。其中可控硅技術(shù)的發(fā)展，人們也讓直流輸電技術(shù)的性能得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，這就標(biāo)志著直流輸電技術(shù)的進(jìn)一步的飛躍，為高壓直流技術(shù)的發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

而在我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，高壓直流輸電技術(shù)應(yīng)用得比較晚。但是隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們通過(guò)相關(guān)的工業(yè)試驗(yàn)也對(duì)高壓直流輸電技術(shù)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和完善，這就使得我國(guó)的高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用水平得到進(jìn)一步的提升，從而滿足了當(dāng)前社會(huì)解決發(fā)展的相關(guān)要求。目前，在我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展中，我國(guó)的高壓直流電源技術(shù)也逐漸的趕上了世界水平，而且我們也在傳統(tǒng)的高壓輸電技術(shù)上進(jìn)行了相應(yīng)的完善和改進(jìn)，這就使得高壓直流輸電技術(shù)在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，有著十分廣闊的發(fā)展前景。

另外，在當(dāng)前我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，人們?yōu)榱藵M足用戶的用電需求，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司就提出了相關(guān)的管理目標(biāo)和戰(zhàn)略對(duì)策，來(lái)對(duì)高壓電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，這就使得高壓輸電技術(shù)的應(yīng)用效果得到了進(jìn)一步的提升。其中在高壓電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，我國(guó)電網(wǎng)公司也開(kāi)始對(duì)其電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行自主的研究設(shè)計(jì)，這就使得我國(guó)的高壓電網(wǎng)系統(tǒng)之間的接近了世界水平，實(shí)現(xiàn)了電壓等級(jí)高、輸送兩大、輸電距離遠(yuǎn)等方面的特點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，在當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)建筑和發(fā)展的過(guò)程中，高壓輸電技術(shù)的應(yīng)用有著十分重要的意義，這不僅很好的滿足了人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)的相關(guān)需求，還進(jìn)一步的促進(jìn)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。雖然目前我國(guó)的高壓輸電技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，還存在著許多的問(wèn)題，但是也具有廣闊的發(fā)展空間，這樣有利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

（作者單位：國(guó)網(wǎng)汾西縣供電公司）