特高压直流输电技术的分析与探究

特高压直流输电技术的分析与探究

白龙生

国网山西省电力公司特高压变电分公司  山西太原  030000

摘要：特高压直流输电不仅可以改善电网结构，以此有效缓解电能压力，还可以解决我国远距离输电的问题，提高输电的稳定性、安全性和经济性，满足企业生产以及人们生活上的用电需求。基于此文章对特高压直流输电技术进行分析，探讨了该技术的发展与优化，并研究了技术应用的发展前景，最后提出实际应用策略，以期能够为相关人士提供参考借鉴。

关键词：特高压；直流输电技术；技术分析

1特高压直流输电技术概述

我国特高压直流输电是指±800kV及以上的电压，随着近几年我国各地区对输送电容量要求的不断提高，为了使我国电力资源得到合理开发和利用，对特高压直流输电技术的研究正不断深化，现已可以实现超远距离输电这一目标，解决了自然资源和能源分布不均的问题。直流输电的工作原理是通过换流器将交流电先整流再逆变，输电过程中注重稳定性以及安全性，该技术的应用能够节约设备占地面积、减少输电损耗，满足我国各地区用电逐年递增的使用需求。为推动能源革命，将其转变为绿色经济，我国电力专家开始广泛关注并对技术进行改进，要求在建项目不可破坏周边的生态环境，以此为基础分析未来发展趋势，总结特高压输电相关设备运行维护经验，确保我国的特高压直流输电技术不断创新完善。在如今全世界电力系统大规模采用直流输电的情况下，特高压直流输电技术的应用优势较为明显，综合比较现有的高强度输电手段，该技术的经济效益更高、适用范围更广，能够在使用中灵活改变输电方式，电能输送会最终注入交流电网，不仅可以保证地理优势不明显地区资源的合理利用，且能够减少输电过程中的线路损耗，提高一次能源利用率。

2特高压直流输电技术特点

2.1电网结构简单，易调控

特高压直流输电（UHVDC）在输送过程中中间没有其他的输电落点，可以直接将电力输送到终点，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，可以简单地调控电网的结构。

2.2可以更好地限制短路的电流

直流系统可以更好地控制电流的传送速度，可以将系统中出现的短路电流进行控制，这样系统不会因为短路的问题造成容量的增大。

2.3输电系统的可靠性和稳定性

可控硅换流器触发电路可以在直流输电中更快地调节、改变电流的方向。直流电可以提供稳定的输出，如果出现事故，可以直接对故障系统提供支援。

2.4分布电容对输电的影响

高压输电电线之间相与相、相与地之间存在分布电容，当电压越高的时候，他所需要的电线的长度也就越长，它所分布的电容的电流也就越大。在用电的正常情况下也是存在着很大的电容电流的，他跟正负的电流很相似。正因为有电容的原因，所以特高压长输电线在稳定的状态下，线路的电流和电压的大小都因为电容的存在而受到严重的影响，所以特高压上面的电容是不可忽视的。

3特高压输电的经济效益

特高压输电技术是在特高压输电技术上发展成熟的，特高压输电技术进一步提高了输电方面的效率问题，达到长距离、大功率的输电。经过工作人员大量的统计，现在每条特高压的输电线路能代替多条低压的输电线路，这也节省了电能在线路上的损耗，同时也节省了线路对铁搭的需求。数据显示，采用特高压输电方式可以节省20%~25%的费用支出。在同等输送能力的情况下，特高压线路需要的走廊面积是低压伏线路的四分之一。这也说明了特高压输电更适合在人口密集、土地资源紧缺和走廊施工难度大的地方使用。

不同的输电方式会有不同输电成本，不同的电压等级输送的功率和距离上的成本也是各不相同。其中主要的两种比较模式是：一是根据相同的可靠性对标进行比较，比较几个相同项目在项目初期所投资的成本；二是根据其所使用的周期寿命来进行比较。上面所说的比较手段需要下面几个基本参数来实现。不同电压等级所用的输电线路的施工设备的价格和基建的成本。根据特高压输电与特高压输电施工所需要的成本所进行的对比来看，前期设备的投资和在其建筑费用中使用的价格和价格指数。这两种比较方法必须具有可实施性和可操作性。根据寿命周期成本模式中的经济性比较，还包括断电造成的损失数据。一条特高压输电线路的输电性能是普通输电线路输电性能的四倍，简单来说就是四条普通输电线路所输出的总电量是一条特高压输电线的输出量。针对线路网络于变压器维修方面特高压输电所需要的成本比其他输电降低很多。因此特高压输电在运转成本上占有很大的优势。

4特高压产业链长，带动能力强

从上下游产业链来看，特高压产业链包括电缆、电工装备、用能设备、电源材料等。产业链长而且环环相扣，它的带动能力强。特高压除了可以制造高压电气设备、电子电器、新材料等装备制造之外，还可以推动信息技术的发展，比如芯片，计算机软件及人工智能等高端科技，这也带动了我国当前的产业的转型和发展。由于特高压的成本比较高，从而还可以带动其他产业业绩的增长。对于特高压工程带来的种种好处，特高压将会成为我国企业关注的重点。

5特高压直流输电技术的分析

5.1输电系统结构

发展特高压直流输电能够促进水电、火电、核电的开发，优化电力的分布，但特高压直流输电在输送过程中没有其他输电落点，可见供电稳定性与安全性与换流站设计有着直接的关系，基于此应在系统结构设计中对此加大关注力度，避免应用中因换流站而降低整体效果。同时，当前我国特高压直流输电基本以双极系统接线方式为主，结合12脉动换流站可以提供多种运行方式，如直接将电力输送到终点，该方式的输送容量大、输电距离远，能够在换流阀发生故障时最大程度减小损失，保障输电安全平稳运行，实现电力上的科学发展。

5.2柔性直流输电

柔性直流输电技术可以解决输电技术中的一些棘手问题，为了能够控制交流侧的无功和有功功率，需要改变VSC电子器件的开断状态，从而保障电网稳定运行。柔性直流输电系统采用两电平换流器，并联换流站与串联换流站相比具有损耗更低，根据桥臂的等效特性扩展方法更加灵活等优点，换流站可采用并联接线方案，换流器仍通过交流电压支撑工作，从而使调节范围进一步扩大，更好地控制电流的传送速度。同时柔性直流输电系统也可以采用全桥式柔性直流换流器，电压出现急剧下降启动保护，对系统中出现的短路电流进行控制，抑制侧短路电流的产生，从而避免因短路而造成容量增大。

5.3输电分布电容

特高压输电为我国的经济发展、平稳运行提供了有力支撑，地上与地下之间存在分布电容，其所需要的电线的长度更长，且在用电的正常情况下存在电容电流，所以特高压长输电线在稳定的状态下，可能因为电容的存在而受到影响，因此在技术应用中需要对此加大关注力度。可控硅换流器触发电路可以在直流输电中更快地调节、改变电流的方向，可以直接对故障系统提供支援，该技术促进了特高压产业的发展，也为后续研究提供了方向。

6结束语

随着社会经济的发展人们对于电力的需求与依赖不断地增加，而如何提高特高压交、直流输电系统的技术、经济性成了目前相关部门有待解决的一个难题。所以相关的工作人员需要深入地研究特高压交、直流输电系统的技术、经济性。

参考文献

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