特高压直流输电技术的应用探究

特高压直流输电技术的应用探究

隋宏毅 梁维志

国网蒙东检修公司伊敏换流站 内蒙古呼伦贝尔 021000

摘要：我国特高压直流技术的电压等级是指800kV及以上的电压。近年来，我国各地区输电能力、输电过程的稳定性和输电设备的安全要求不断提高，特别是经济发达地区对电力的需求逐年增加。为了更加合理、高效地利用我国能源资源，我国能源专家开始关注和研究特高压直流输电技术。同时，特高压直流输电可以实现远距离传输的目标。我国除了自然资源和能源分布不均外，供电端与能源用户端的距离比较远。综合比较现有相对经济的输电方式，采用特高压直流输电技术无疑是首选，可以减少输电过程中的线损，合理利用地缘优势不明显的地区所蕴藏的丰富资源，促进能源革命，转化为绿色经济，在有效保护环境的同时提高一次能源的利用率。

关键词：特高压;直流输电技术;应用;探

引言

直流输电的工作原理是将交流电通过变流器进行整流和逆变，最后注入交流电网。与交流输电技术相比，直流输电具有节省设备面积、降低输电损耗、灵活改变输电方式等优点。因此，随着当今世界各地电力系统大规模采用直流输电，开展特高压直流输电关键技术研究，分析未来发展趋势，总结特高压输电相关设备运维经验，确保我国家特高压直流输电技术不断创新和完善，可以有效保障国民经济持续高质量发展。

1 建设特高压直流输电线路的重要性

随着经济的快速发展，世界各国的用电量日益增加。其中，发达国家的发电量均能满足其负荷需求，可实现大功率、高电压、远距离输电。但是，我国的能源供应能力远远跟不上货物的需求，能源产业的落后直接影响着我国经济的快速发展。我国的国情决定了在今后很长一段时间内，基础设施建设和基础产业建设都需要长期进行，这就需要强大的电力作为坚实的基础。经济快速发展的后盾。在电力传输技术中，特高压直流输电具有传输距离远、容量大、控制灵活、调度方便等优点。电力与负载之间的超长距离和超大负载需要这种电力传输方式。在电力传输过程中，交流电通过换流器转换为直流电，然后通过高压线输送到下一个换流站，将其转换为交流电，最后并入电网。与交流输电相比，特高压直流输电具有输电方式灵活、损耗低、输电廊道占用率低、可控性高等特点。此外，特高压直流输电方式也为电网安全、可靠、稳定运行提供了有力保障。正是基于特高压直流输电的各种优势，使世界各国不断对其进行研究、应用和开发。

2 特高压直流输电技术的优缺点

2.1 特高压直流输电技术优势

与传统输电技术相比，特高压直流输电技术具有以下优点。第一，特高压直流输电技术可以减少输电过程中电力资源的损耗，提高电力资源的输送效率，同时也可以提高输电抗干扰能力。第二，电缆的耐热性是影响特高压直流输电技术的唯一因素，可以避免外界环境的干扰。其次，这种电力传输方式稳定性高，可以实现远距离的电力资源传输。第三，这种传输技术成本较低，可以节省电网成本。

2.2 特高压直流输电技术的不足

特高压直流输电技术存在以下不足：一是需要研究该技术对人体可能存在的安全隐患；二是，特高压直流输电技术涉及的技术很多。随着国际电气技术的不断发展，特高压高压直流输电技术也需要顺应时代节奏进行技术更新和升级；三是我国特高压直流输电技术所采用的设备和技术大部分是从国外引进的，技术落后有待提高。

3特高压直流输电技术的应用要点

3.1 继电保护技术在高压直流输电线路中的应用

在运行过程中，一旦高压直流输电线路发生故障，就会出现反跳波现象。暂态行波保护的实施是继电保护技术的有效应用。根据高压直流输电线路的运行工况，可以得出暂态行波保护包括两种具体方案，一种是ABB（Axibron Boffari），一种是SIEMENS（西门子）。 ABB是一种基于地膜波和极波理论的行波保护方案。 ABB的应用可以让工人快速完成高压直流输电线路的防跳闸检测。在实际应用中，可以以10m/s的速度检测输电线路上的变反位移波型，以加强人员的了解。 SIEMENS是一种基于电压积分原理的行波保护方案，在高压直流输电线路发生故障时激活，16-20s即可保护行波。同时，该方案还具有较强的抗干扰性，但与之前的方案相比，其启动时间更长。

3.2柔性直流输电

加拿大学者Boon Teck Ooi在1990年正式提出了采用PWM技术控制的电压源变流器（VSC）的概念，即连续电流传输。柔性直流输电技术旨在通过改变VSC中完全受控的电子功率装置的破裂状态来控制交流侧的无功和有功功率，这不仅可以确保电网的稳定运行，同时也解决了传输技术中的一些棘手问题。

对于直流柔性输电系统，无论采用多电平变流器还是两电平变流器，都是单极对称系统。与串行换流站相比，并行换流站具有损耗低、调节范围宽、扩展方式灵活等优点。因此，目前运营的柔性特高压直流输电工程换流站主要采用并联系统，

3.3降低直流输电线路损耗的技术要点

高压直流输电线路主要是由导线电阻引起的损耗。对于强度损失，可采取以下措施。首先，提高输电线路电压的方法。通过增加直流输电线路的张力，可以有效地控制线损现象。当直流输电线路的电流密度恒定时，直流输电线路中的电压不稳定。分裂的增加将使输电线的线损越来越小，直到它降低到一个固定值，而对于HVDC输电线，输电线的距离越大，线损的控制率越大。可以看出，直流输电线路可以通过有效提高电压来降低输电线路的线损。其次，直流输电线路可以通过降低线路电流中的线路电流来降低线路电流。由于电流密度的存在，可以有效地控制传输线的线损。当高压直流输电线路的传输距离为一定值时，电流密度越小，线路损耗越小。在经济上可行的情况下，选择合适的截面导线和分裂布置可以有效地降低线体的电流密度，从而有效地降低线路传输线的线损。后高压直流输电线路还可以通过改变直流系统的工作方式，有效地降低线路损耗。一般来说，直流输电线路下双极线的并联运行模式造成的线损将非常小。因此，在高压直流输电线路中，可以采用改变直流系统运行方式的方法，通过降低线路损耗率，不断提高业务效率，尽快降低线路损耗。

结语

多年来，中国能源系统的工作人员结合中国的现状开展了特高压直流输电技术的研究，为换流站的设计、换流阀的设计、输电线路的设计等提供了技术支持，为特高压直流输电工程积累了大量宝贵经验，确保了特高压直流输电工程的正确实施。然而，中国的资源分布是不规则的。随着全球能源互联网建设的逐步推进以及影响特高压直流输电项目稳定性的因素，随着电网的不断发展，中国需要进一步改进特高压直流输电技术，提高效率。系统对环境的适应性确保特高压直流输电工程成为保障人民生活和促进经济发展的重点工程。

参考文献

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