浅谈高压直流输电与交流输电各自优缺点
高压直流输电的优缺点
总之，交流系统输电十分便捷，但线路损耗巨大，每年大约1/5的能量损耗在线路上，而直流输电损小，没有电容电流的影响，虽然直流的换流设备造价较高，但是现代电力系统都采用交流-直流-交流系统。
直流输电主要适用于以下场合： 远距离大功率输电；海底电缆送电；不同频率或同频率非同期运行的交流系统之间的联络；用地下电缆向大城市供电；交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；配合新能源的输电。
用交流输电线路连接两个交流系统时，由于系统容量增加，将使短路电流增大，有可能超过原有断路器的遮断容量，这就要求更换大量设备，增加大量的投资。
(6) 调节速度快，运行可靠：
直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率和实现潮流翻转。 如果采用双极线路，当一极故障，另一极仍可以大地或水作为回路，继续输送一半的功率，这也提高了运行的可靠性。
因为电容电流的影响会使海底交流电缆输电更加困难
(4) 系统的稳定性问题：
在交流输电系统中，所有连接在电力系统的同步发电机必须保持同步运行。如果采用直流线路连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，所以不存在上述的稳定问题，也就是说直流输电不受输电距离的限制。
(5) 能限制系统的短路电流：
高压直流输电的优缺点
高压直流输电与交流输电相比有以下优点：
(1) 输送相同功率时，线路造价低：
交流输电架空线路通常采用3根导线，而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。因此，直流输电可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费。
(2) 线路有功损耗小：
由于直流架空线路仅使用1根或2根导线，所以有功损耗较小，并且具有"空间电荷"效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小。 (3) 适宜于海下输电：
高压交流输电和高压直流输电的优缺点比较
这方 面交 流输 电存 在 明显 的优势 ， 交流发 电
机 可以很 经 济方 便 地 把 其 他 形式 的能 转 化 为 电
能， 生成 的交 流 电可 以方便 地通过 变压 器升 压和 降压 ， 给 配 送 电 能带 来 极 大 的方 便 ， 电站和 这 在
２ ３电缆 线路 的 比较 ．
在直 流输 电 系 统 中， 有输 电环 节 是 直 流 只
由于 电缆绝 缘 在 直 流 电压 和 交 流 电压 工作 情况 下 的电位 分布 和击 穿机 理不 同 ， 因此 电缆 绝
缘用 于直 流 的允 许 工 作 电 压 比用 于交 流时 高 两
电， 发电系统 仍然 是交 流 电 。 在输 电线路 的始端 ，
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直 流输 电一 般采 用双 级 中性点 接地 方 式 ， 因 此直 流线 路仅需 两根 导线 ， 三相 交 流线 路 则需 而 要三根 导线 。 以证 明 ， 同样 材料 和绝 缘 水 平 可 在 条件 下 ， 两根 导线 的直流 线路 所能 输送 的功 率 和
三 根导线 的交 流线 路 所 能 输送 的有 用 功 率 几 乎
件下 ， 直流 线路 功率 损耗 约 为交流 线路 的 ｚ ３ ／ 。’
２ ５直 流输 电 时 ， 两侧 交流 系统 不 需 同步 ． 其
运行 ， 而交流 输 电必 须 同步运行
交流远 距 离输 电 ， 电流 的相位 在 交流输 电 系
统 的两端会 产 生 明显 的相 位差 ， 网的各 系统交 并 流 电必须 同 步运行 ， 否则 可能在 设 备中形成 强大
高压交流输电和高压直流输电的优缺点比 较
直流输电和交流输电各自优缺点
直流输电和交流输电各自优缺点交流输电由来已久,交流输电线路中,除了有导线的电阻损耗外还有交流感抗的损耗。
为了解决交流输电电阻的损耗,采用高压和超高压输电来减小电流来减小损耗。
但是交流电感损耗不能减小。
因此交流输电不能做太远距离输电。
如果线路过长输送的电能就会全部消耗在输电线路上。
交流输电并网还要考虑相位的一致。
如果相位不一致两组发电机并网会互相抵消。
直流输电是电力系统中近年来迅速发展的一项新技术。
直流输电克服了上述电感的损耗。
只有导线电阻的损耗。
主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电等方面。
直流输电与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。
随着电力系统技术经济需求的不断增长和提高，直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。
与直流输电相关的技术，如电力电子、微电子、计算机控制、绝缘新材料、光纤、超导、仿真以及电力系统运行、控制和规划等的发展为直流输电开辟了广阔的应用前景。
直流输电的优点：线路架设成本较低。
直流输电只需要两根导线，甚至一根导线就可以，而交流输电需要三根导线。
这样可以节省大量的线材和杆塔，减少线路走廊的宽度和占地面积。
线路损耗较小。
直流输电没有感抗和容抗引起的无功损耗，没有集肤效应导致的截面利用不充分，没有空间电荷效应引起的电晕损耗和无线电干扰。
因此，直流输电的效率比交流输电高。
传输容量和距离更大。
直流输电不受同步运行稳定性的限制，可以在不同频率的系统之间进行互联，实现非同步联网。
这样可以提高系统的灵活性和可靠性，避免故障扩大。
控制系统更先进。
直流输电可以通过换流器和逆变器对直流电压和电流进行精确控制，实现多目标控制。
例如，可以调节有功功率、无功功率、功率因数、频率等参数，以满足不同的运行要求。
直流输电的缺点：技术要求较高。
直流输电需要使用换流器和逆变器等设备，要求技术水平较高，需要专业技术人员进行维护和操作。
投资成本较高。
虽然直流输电的线路架设成本较低，但是由于其需要使用特殊的设备，因此整个投资成本相比交流输电而言还是较高。
交直流优缺点
( 1)特高压直流输电的特点
高压直流输电的主要优点为
从经济方而考虑, 鉴于直流输电具有线路造价低、年电能损失小的优点, 直流架空输电线路在线路建设初期投资和年运行费用上均比交流系统经济。
在技术方面, 直流输电有如下优点:①不存在系统稳定问题, 可实现电网的非同期互联, 而交流电力系统中所有的同步发电机都保持同步运行; ②限制短路电流;
③调节快速, 运行可靠;④没有电容充电电流;⑤节省线路走廊。
然而,下列因素限制了直流输电的应用范围:①换流装置较昂贵;②消耗无功功率多。
③产生谐波影响;④缺乏直流开关;⑤不能用变压器来改变电压等级。
(2)高压交流输电的特点
高压交流输电的主要优点为：
①提高传输容量和传输距离;
②提高电能传输的经济性，输电电压越高输送单位容量的价格越低
③节省线路走廊和变电站占地面积
④减少线路的功率损耗
⑤有利于连网，简化网络结构，减少故障率
高压输电的主要缺点
是系统的稳定性和可靠性问题不易解决。
特别高压线路出现初期, 不能形成主网架, 线路负载能力较低, 电源的集中送出带来了较大的稳定性问题;另外,特高压交流输电对环境影响较大。
高压交流输电和高压直流输电的优劣比较
高压交流输电和高压直流输电的优劣比较工业化进程的加快使我们越来越依赖于电，如何使电尽可能多的从发电站输送到用户端成为研究人员非常关注的一个课题。
早在19世纪电刚刚出现的时候，爱迪生和特拉斯就应该使用直流电还是交流电的问题争执不休。
但是因为爱迪生对特拉斯的打压，导致特拉斯放弃了交流电的专利权。
所以，一开始的时候，世界上只有爱迪生公司提供的的低压直流供电系统。
但是，低压直流供电不能长距离传送，据说最大传送距离只有1.5英里(约2400米)。
后来，交流电和变压器的发明解决了升降电压的问题，从而可以长距离输送。
但是爱迪生完全拒绝交流电，还到处宣传高压交流电的危险性，正是因为如此，当最后美国决定采用交流电时，使用了较低的110伏标准。
现在，我们基本上都会采用高压交流输电的方式。
但是，随着频发的安全事故，人们在一次把目光投向了高压直流输电，但此时的高压交流输电已远远成熟于当时的低压直流输电。
下面就高压交流电和直流电的产生以及高压交流输电和高压直流输电的优劣进行阐述。
一、产生交流电最早是由尼古拉特拉斯发明。
现在使用的交流电由交流电动机产生：电动机定子绕组通电后将产旋转磁场，由于这时转子并没有转动，所以转子与磁场之间就有相对运动，转子就会产生感应电流，感应电流使处于磁场中的转子受到磁场力作用而转动；这个循环会一直进行下去，持续不断地产生的感应电动势经处理后就成为最初从发电站输出的交流电。
爱迪生最早发明了直流电。
直流电主要有三种发电方式。
一是由各种电池直接产生。
如利用干电池、蓄电池等提供，但是这样产生的电流很小，不适用于为大型电器供电。
二是直流发电机直接发出直流电。
这种发电机上装有换向器，因此发出来的直接就是直流电。
三是将交流电整流获得直流电。
交流电被整流为脉动直流电后再通过滤波，就可获得平滑直流电。
第三种方法是应用的最为广泛。
二、传输任何传输电流的介质都有一定的电阻，所以电在传输的过程中总存在一定的损耗，传输的电流在导线上的损耗可以由P=I2R计算。
交直流输电优缺点对比
随着电力系统的扩大，输电功率的增加，输电距离增长，交流输电遇到了一些技术困难，现在直流输电作为解决输电技术困难的方向之一。
交流输电遇到了什么困难，直流输电又有什么优点呢？导线不但有电阻，还有电感。
较细的导线，电阻的作用超过电感.在输电功率大，输电导线横截面积大的情况下，对交流来说，感抗会超过电阻，但对稳定的支流则只有电阻，没有感抗。
输电线一般是架空线，但跨过海峡给海岛输电时要用水下电缆，穿过人口密集的城市输电时要用地下电缆，电缆在金属芯线的外面包着一层绝缘皮，水和大地都是导体，被绝缘皮隔开的金属芯线和水（或大地）构成了电容器。
在交流输电的情况下，这个电容对输电线路的末端（受电端）起旁路电容的作用，并且随着电缆增长而增大，旁路电容会增大到交流几乎送不出去的程度。
这时交流输电已无实际意义，只能用直流输电，因为电容对稳定的直流不起作用。
设想有甲、乙两台交流发电机给同一条电路供电，假如甲的是正的最大值时，乙恰好是负的最大值，它们发的电在电路里恰好互相抵消，电路无法工作。
所以要电路正常工作，给同一条电路供电的所有发电机都必须同步运行，即同时达到正的最大值，同时达到负的最大值。
现代的供电系统是把许多电站连成一个电力网，要使电力网内许多发电机同步运行，技术上是很困难的。
直流输电就不存在同步问题。
现代的直流输电，只是输电这个环节是直流，发电仍是交流。
在输电线路的起端有专用的换流设备将交流变换为直流，在输电线路的末端也有专用换流设备将直流换为交流。
目前换流设备存在着制造难、价格高等困难，有待研究解决。
高压直流输电主要用于远距离大功率输电、海底电缆输电、非同步运行的交流系统之间的连络等方面。
随着大型水电站的开发和坑口电站的建设，以及大电网的互相连接，远距离大功率的直流输电必将在我国得到发展。
高压直流输电与高压交流输电相比，有下列优点：l)直流输电只要求2根导线，而交流输电要3根；2)无感抗、容抗、相位移和电压波动问题；3)由于没有感抗，在相同的送端电压情况下，传输相同的负荷到同一地点，直流输电线的电压降比交流输电的小，因此直流输电线路的电压调节特性要优于交流输电；4)直流系统中，导线的整个横截面都可以被利用；5)在相同的工作电压情况下，直流电网中的绝缘子上所承受的静电强度比交流电网中的小，因此直流线路的绝缘要求低；6)由于直流线路的电晕损失小，因此对通信线路的干扰较小；7)高压直流输电没有介质损耗，特别是在电缆情况下；8)由直流相联的2个电网之间不存在稳定和同步困难等问题。
交、直流输电的优缺点
（ 3）向用电密集的大城市供电，在供电距离达到一定程度时，用高压直流电缆更为经济， 同时直流输电方式还可以作为限制城市供电电网短路电流增大的措施。
当前对高温超导的研究正方兴未艾，它在强电方面应用的可能性也与日俱增。超导用于直流输电 要比用于交流输电更为有利，可以期待在不远的将来，超导将使电能的传输发生划时代的变革，并进 一步推进直流输电的发展。
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直流输电与交流输电的经济比较
（ 1）直流架空线路投资省。直流输电一般采用双极中性点接地方式，直流线路仅需两根导线，三相交 流线路则需三根导线，但两者输送的功率几乎相等，因此可减轻杆塔的荷重，减少线路走廊的宽度和占地面 积。在输送相同功率和距离的条件下，直流架空线路的投资一般为交流架空线路投资的三分之二。
直流输电与交流输电的技术比较
直流输电的缺点： （1）换流器在工作时需要消耗较多的无功功率； （2）可控硅元件的过载能量较低； （3）直流输电在以大地或海水作回流电路时，对沿途地面地下或海水中的金属设施造成腐 蚀，同时还会对通信和航海带来干扰； （4）直流电流不像交流电流那样有电流波形的过零点，因此灭弧比较困难。
（ 2）直流电缆线路的投资少。相同的电缆绝缘用于直流时其允许工作电压比用于交流时高两倍，所以 在电压相同时，直流电缆的造价远低于交流电缆。
（ 3）换流站比变电站投资大。换流站的设备比交流变电站复杂，它除了必须有换流变压器外，还要有 目前价格比较昂贵的可控硅换流器，以及换流器的其它附属设备，因此换流站的投资高于同等容量和相应电 压的交流变电站。
直流输电与交流输电的技术比较
直流输电与交流输电的比较
直流输电与交流输电的比较
长期以来，由于交流发电相对比较简单，不需整流，以及交流输电便于变压，便于采用高压输电以降低损耗，交流输电一直是输电的主要方式。
但随着电力系统的发展，输送容量和距离的增加，交流输电中的稳定问题及切断故障下的短路容量等问题日益复杂化，在大功率可控硅、直流输电自动控制等新技术的开发的今天，直流输电技术成为可能并且发展很快，已在世界范围内得到广泛应用。
直流输电目前大多是两端直流输电，即送端换流后送到受端，逆变后送入供电网络，中间没有分支，没有构成直流的电网。
直流输电与交流输电相比，其优点如下：
(1)不存在稳定问题。
由于直流输电并不要求它所联接的两端同步，输电线路上也没有电抗，因而不存在稳定问题，也不存在因此引起的对输电距离及容量的限制问题。
(2)直流输电不仅本身无稳定问题，而且可以提高它两端交流系统的稳定性。
因为对交流系统来说，直流系统等于是增加了一个没有功角限制的电源，它可以改善与它联接的交流系统的静稳定和动稳定。
(3)直流线路造价低，约为同级电压交流线路的65%，有色金属消耗量小。
(4)输送容量大。
交流输电时最大电压为额定值的21/2倍，直流输电下两者相等，交流输电无功电流对有功电流有限制。
直流无此限制，因此在相同的绝缘水平及线路建造费用条件下，直流输电可输送的功率约为同等电压交流输电功率的1.5倍。
(5)线路损失小。
直流输电没有无功电流及电力，在传输相同功率下，线路的电流及功率损耗比交流输电小，也不产生需要补偿的无功功率。
另外，导线周。
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浅谈高压直流输电与交流输电各自优缺点
文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
追溯历史，最初采用的输电方式是直流输电，于1874年出现于俄国。
当时输电电压仅100V。
随着直流发电机制造技术的提高，到1885年，直流输电电压已提高到6000V。
但要进一步提高大功率直流发电机的额定电压，存在着绝缘等一系列技术困难。
由于不能直接给直流电升压，输电距离受到极大的限制，不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求。
19世纪80年代末，人类发明了三相交流发电机和变压器。
1891年，世界上第一个三相交流发电站在德国竣工。
此后，交流输电普遍代替了直流输电。
随着电力系统的迅速扩大，输电功率和输电距离的进一步增加，交流输电遇到了一系列技术困难。
大功率换流器（整流和逆变）的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍，直流输电重新受到人们的重视。
1933年，美国通用电器公司为布尔德坝枢纽工程设计出高压直流输电装置；1954年，建起了世界上第一条远距离高压直流输电工程。
之后，直流输电在世界上得到了较快发展，现在直流输电工程的电压等级大多为±275～±500kV，投入商业运营的直流工程最高电压等级为±600kV（巴西伊泰普工程），我国计划在西南水电送出的直流工程中采用±800kV电压等级。
在现代直流输电系统中，只有输电环节是直流电，发电系统和用电系统仍然是交流电。
在输电线路的送端，交流系统的交流电经换流站内的换流变压器送到整流器，将高压交流电变为高压直流电后送入直流输电线路。
直流电通过输电线路送到受端换流站内的逆变器，将高压直流电又变为高压交流电，再经过换流变压器将电能输送到交流系统。
在直流输电系统中，通过控制换流器，可以使其工作于整流或逆变状态。
我国目前建成的高压直流输电工程均为两端直流输电系统。
两端直流输电系统主要由整流站、逆变站和输电线路三部分组成。
两端直流输电系统可以采用双极和单极两种运行方式。
在双极运行方式中，利用正负两极导线和两端换流站的正负极相连，构成直流侧的闭环回路。
两端接地极所形成的大地回路可作为输电系统的备用导线。
正常运行时，直流电流的路径为正负两根极导线。
实际上，它们是由两个独立运行的单极大地回路系统构成。
正负两极在地中的电流方向相反，地中电流为两极电流之差。
两极电流之差形成的电流为不平衡电流，由接地极导引入地。
在双极运行时，不平衡电流一般控制在额定电流的1%之内。
单极运行方式又分为单极金属返回和单极大地返回两种运行方式。
在单极金属返回运行方式中，利用两根导线构成直流侧的单极回路，直流线路中的一根导线用作正或负极导线，另一根用作金属返回线。
在此运行方式中，地中无电流通过。
在单极大地返回运行方式中，利用一根或两根导线和大地构成直流侧的单极回路。
在该运行方式中，两端换流站均需接地，大地作为一根导线，通过接地极入地的电流即为直流输电工程的运行电流。
高压直流输电与交流输电相比，具有诸多优点：
（1）高压直流输电具有明显的经济性。
输送相同功率时，直流输电线路所用线材仅为交流输电的1/2～2/3。
直流输电采用两线制，与采用三线制三相交流输电相比，在输电线路导线截面和电流密度相同的条件下，若不考虑趋肤效应，输送相同的电功率，输电线和绝缘材料可节省约1／3。
如
果考虑到趋肤效应和各种损耗，输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线截面积的 1.33倍。
因此，直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半。
另外，直流输电线路的杆塔结构也比同容量的三相交流输电线路的简单，线路走廊占地面积也大幅减少。
但是，直流输电系统中的换流站的造价和运行费用要比交流输电系统变电站的高，当输电距离增加到一定值后，直流输电线路所节省的费用刚好抵偿了换流站所增加的费用，此时这个输电距离即被称为交流输电与直流输电的等价距离。
如果把交流输电和直流输电两种输电方式在输送一定功率时，所需的费用和输电距离之间的关系绘成曲线，两曲线交点的横坐标就是等价距离。
（2）在电缆输电线路中，高压直流输电线路不产生电容电流，而交流输电线路存在电容电流，引起损耗。
在一些特殊场合，如输电线路经过海峡时，必须采用电缆。
由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压输电线路中，空载电容电流极为可观。
而在直流输电线路中，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上。
（3）采用直流输电时，线路两端交流系统不需同步运行，而交流输电必须同步运行。
采用远距离交流输电时，交流输电系统两端电流的相位存在显着差异；并网的各子系统交流电的频率虽然规定为50Hz，但实际上常产生波动。
这两种因素导致交流系统不同步，需要用复杂而庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整，否则就可能在设备中形成强大的环流而损坏设备，或造成不同步运行而引起停电事故。
采用直流输电线路将两个交流系统互连时，其两端的交流电网可以按各自的频率和相位运行，不需
进行同步调整。
（4）高压直流输电控制方便、速度快，发生故障的损失比交流输电的小。
两个交流系统若用交流线路互连，则当一侧系统发生短路时，另一侧要向故障侧输送短路电流。
因此，将使两侧系统原有断路器切断短路电流的能力受到威胁，需要更换断路器。
若用直流输电将两个交流系统互连，由于采用可控硅装置，电路功率能迅速、方便地进行调节，直流输电线路向发生短路的交流系统输送的短路电流不大，故障侧交流系统的短路电流与没有互连时几乎一样。
因此不必更换两侧原有开关及载流设备。
（5）在高压直流输电工程中，各极是独立调节和工作的，彼此没有影响。
所以，当一极发生故障时，只需停运故障极，另一极仍可输送至少50%的电能。
但在交流输电线路中，任一相发生永久性故障，必须全线停电。
高压直流输电也有其缺点：
（1）直流换流站比交流变电站的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高；
（2）谐波较大；
（3）直流输电工程在单极大地回路方式下运行时，入地电流会对附近的地下金属体造成一定腐蚀，窜入交流变压器的直流电流会使变压器噪声增加;
（4）若要实现多端输电，技术比较复杂。
由上可见，高压直流输电具有线路输电能力强、损耗小、两侧交流系统不需同步运行、发生故障时对电网造成的损失小等优点，特别适合用
于长距离点对点大功率输电。
而采用交流输电系统便于向多端输电。
交流与直流输电配合，将是现代电力传输系统的发展趋势。