高压直流输电的优势
高压直流输电技术的优势及应用

高压直流输电技术的优势及应用随着人们对于环保意识的不断提高,对于新能源的需求量在逐年增加,尤其是近年来清洁能源技术的发展,使得太阳能、风能等清洁新能源的利用率不断提高。
而这些新能源往往分布在较远的地区或是不稳定的地区,因此如何有效地从发电站将电力输送至用电端成为了可持续发展的重要问题。
高压直流输电技术,作为一种高效、稳定、经济的输电方式迅速崭露头角。
一、高压直流输电技术的优势高压直流输电技术由于具有很多的优势,在很多领域中得到了广泛的应用。
其一、能够实现远距离输电高压直流输电技术作为一种新型的输电技术,能够在海底或山脉等异地或复杂地形条件下实现长距离输电,比起高压交流输电技术,可以减少能量损失,提高能源的利用效率。
其二、能够提高输电质量高压直流输电技术在输电过程中有效降低了电压波动的程度,减少了电力系统的谐波污染,同时减少了系统故障的发生概率,提高了电力系统的可靠性和稳定性。
其三、能够提高电网的稳定性高压直流输电技术在基建的同时,可以通过多节点控制、智能化及半合流等技术手段来完成电网调节工作,使得电网稳定性更加优越,减少了电网崩溃等各种故障之发生的概率。
二、高压直流输电技术的应用1.新能源输电能源的转型是现代社会发展的重要方向,新能源作为未来发展的关键能源之一,其的输电交通事关到各个用电端。
高压直流输电技术能够将在海上安装太阳能光伏等新能源设备上产生的功率,输送到岸上的用电端,可以实现远距离的输电,同时,电力也可以输出到附近的农业和工业地区,使得新能源可以更好的应用起来。
2.直流城市供电随着城市规模的不断扩大,城市配电系统的负载需求快速增长,而高压直流输电技术的优势在于其能够实现节约大型变电站的建设,减少空气污染,实现城市用电端的快速供电需求,同时,也能够有效减少电力系统的能量损失,提高能源利用效率。
3.高速列车供电高速列车的动力供应需要大量的能量,而高压直流输电技术则可以大规模地运输电力,并能够满足高速列车峰值时段的用电需求。
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:
800千伏特高压直流输电效率

800千伏特高压直流输电效率800千伏特高压直流输电是一种重要而先进的输电技术,它通过提高输电电压和采用直流电流来减少输电损耗,提高能源传输的效率。
本篇文章将探讨800千伏特高压直流输电的效率,并分析其重要性和应用前景。
1. 800千伏特高压直流输电的原理及优势800千伏特高压直流输电利用高压和直流电流的特性,通过减少电流的值,降低传输过程中的电阻损耗。
相比传统的交流输电方式,800千伏特高压直流输电具有以下优势:1.1 降低线路损耗800千伏特高压直流输电相对于交流输电,具有更小的线路电阻损耗。
在长距离、大容量的输电过程中,传统的交流输电线路会产生较大的电阻损耗。
而800千伏特高压直流输电则能够显著减少这一损耗,提高能源的传输效率。
1.2 提高传输容量800千伏特高压直流输电通过提高线路电压,相比较低电压的输电方式,能够有效提高输电线路的传输能力。
这一特点使得800千伏特高压直流输电在大容量、远距离电力传输中具备独特的优势,能够满足不断增长的电力需求。
1.3 适应远距离输电由于电力传输损耗的存在,长距离的输电效率普遍较低。
而800千伏特高压直流输电通过减小传输过程中的电阻损耗,能够有效克服这一难题,适应远距离输电需求,实现高效率、长距离的电力传输。
2. 800千伏特高压直流输电的应用前景800千伏特高压直流输电作为一种高效、可靠的输电方式,已经得到广泛的应用,并且在未来有着更广阔的发展前景。
2.1 降低环境影响相较于传统的交流输电方式,800千伏特高压直流输电能够减少输电线路的线损和电磁辐射,降低对环境的影响。
尤其对于近海、地下或环境敏感地区的电力传输,800千伏特高压直流输电具有明显的优势。
2.2 推动清洁能源发展随着清洁能源的不断发展,如风能和太阳能等,这些能源往往分布广泛,但却位于远离用电需求的地区。
800千伏特高压直流输电可以有效解决清洁能源远距离输电的问题,促进清洁能源的开发和利用。
超高压直流输电技术的优势和应用

超高压直流输电技术的优势和应用第一章:引言随着经济的发展和人口的增加,世界能源需求也在快速增加。
因此,人们对可靠、高效和稳定的能源供应的需求也日益迫切。
超高压直流输电技术是一项重要的能源输电技术,它在长距离高压输电领域中具有很大的优势。
本文将探讨超高压直流输电技术的优势及其应用。
第二章:超高压直流输电技术的基础知识超高压直流输电技术,简称UHVDC,是一项通过将输电线路压力提高至800千伏以上来实现大功率、远距离输电的技术。
它可实现高电压电缆损失小、电力负荷大、传输距离远等优点。
第三章:超高压直流输电技术的优势1、减少损耗对比直流输电和交流输电,超高压直流输电技术的输电效率更高,因为直流输电的传输距离越远,线路损耗越小,利用了欧姆定律和电力因数提高调节的双重优势,降低了输电线损耗。
2、提高稳定性超高压直流输电系统采用了先进的电气控制技术和电机维护措施,使其具有比传统的交流输电系统更高的功能性和更强的系统稳定性。
在谣言和恶劣天气条件下,超高压直流输电系统可以继续保持稳定的输电状态,为供电系统提供持续性能的能源支持。
3、促进能源转型超高压直流输电技术的特点是电能远距离传输,可以使得矿区发电距离与用电厂距离拉远,推动产煤向水平深层次发展,所以超高压直流输电技术是电能清洁化、新能源开发的重要手段。
第四章:超高压直流输电技术的应用1、从原材料到下游消费者的跨国送电国内的南南东传电项目跨度为1,732公里,从湖北秭归到广西南宁,不同地区之间的高压和长距离输电是行业共识。
在跨国输电领域,超高压直流输电技术也被广泛应用。
2、支持新能源发展中国新疆,是中国将来重点发展太阳能的地区之一。
而由于新疆的垃圾园场距离环境良好的城市较远,使用交流输电无法满足城市能量需求。
因此,超高压直流输电技术被广泛应用。
第五章:结论超高压直流输电技术是一项未来技术,其技术优势显而易见。
对于促进能源转型和保障能源安全,具有积极作用。
此外,超高压直流输电技术的稳定性和效率也是其他传输技术所无法比拟的。
浅谈高压直流输电与交流输电各自优缺点

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。
高压直流输电技术的发展趋势与前景

高压直流输电技术的发展趋势与前景随着经济社会的发展和对电能的需求不断增加,传统交流输电方式逐渐显示出一些不足之处,高压直流输电技术逐渐成为一种被广泛关注和应用的新型输电方式。
本文将从技术发展趋势和前景两个方面进行探讨。
高压直流输电技术作为一种新兴的输电方式,具有一系列优势,这些优势使得其在未来的发展中有着广阔的前景。
首先,高压直流输电可以实现长距离、大容量的输电。
与传统的交流输电相比,高压直流输电的输电距离可以达到数千公里,且可以有效地减少功率损耗。
其次,高压直流输电具有较小的输电损耗和电弧的强大穿透能力,能够提高输电线路的负载能力和输电效率。
此外,高压直流输电系统具有较小的电磁辐射,对周边环境的干扰相对较小。
这些优势为高压直流输电技术在电力传输领域的发展提供了良好的条件。
在高压直流输电技术的发展趋势方面,我们可以从以下几个方面进行探讨。
首先,随着科技的进步,高压直流输电技术将更加成熟和可靠。
目前,高压直流输电技术存在着一系列的技术难题,如电力电子器件的研发和应用、电网调度与控制、设备可靠性等等。
随着科技的不断突破和创新,高压直流输电技术将逐渐成为一种成熟可靠的电力传输方式。
其次,高压直流输电技术将与可再生能源紧密结合。
随着可再生能源的广泛应用和发展,如风能和太阳能等,高压直流输电技术可以有效地将这些分散的能源资源进行集中储存和利用,减少能源浪费和环境污染。
再次,高压直流输电技术将实现智能化和自主化。
通过引入先进的数字化和自动化技术,高压直流输电系统可以实现对电力系统的实时监测和控制,提高系统运行的安全性和稳定性。
高压直流输电技术在全球范围内的前景也是十分广阔的。
目前,世界上许多国家和地区已经开始建设和应用高压直流输电项目,如中国、欧洲、北美等地。
由于高压直流输电技术的优势和应用前景,预计未来将会有更多的国家和地区加入到高压直流输电技术的发展队伍中来。
在发展中,高压直流输电技术还将与其他新能源技术相结合,形成一个更加完善和高效的能源网络。
特高压交直流输电的优缺点对比

特高压交直流输电的优缺点对比一、直流输电技术的优点1.经济方面:(1)线路造价低。
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。
(2)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。
所以,直流架空输电线路在线路建设初投资和年运行费用上均较交流经济。
2. 技术方面:(1)不存在系统稳定问题,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。
(2)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。
(3)调节快速,运行可靠。
直流输电通过可控硅换流器能快速调整有功功率,实现“潮流翻转”(功率流动方向的改变),在正常时能保证稳定输出,在事故情况下,可实现健全系统对故障系统的紧急支援,也能实现振荡阻尼和次同步振荡的抑制。
在交直流线路并列运行时,如果交流线路发生短路,可短暂增大直流输送功率以减少发电机转子加速,提高系统的可靠性。
(4)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。
高压直流输电技术在特高压输电中的应用

高压直流输电技术在特高压输电中的应用随着电力需求的不断增长以及可再生能源的快速发展,特高压输电技术越来越成为解决能源传输难题的重要手段。
而其中,高压直流输电技术则因其具有较大的输电功率、较远的传输距离和较小的损耗等优势而备受关注。
本文将探讨高压直流输电技术在特高压输电中的应用。
一、高压直流输电技术的基本原理高压直流(High Voltage Direct Current,简称HVDC)输电技术是指利用直流电流进行能量传输的一种输电方式。
与交流输电相比,HVDC技术具有以下优势:首先,HVDC输电系统中的直流电流不会遭受交流电损耗,因此损耗相对较小;其次,HVDC可以实现双向输电,即使在电站出现故障时,也能够将电流倒送回电网,从而保证电力稳定供应;此外,HVDC技术还可以通过增加输电电压,实现长距离的电力传输。
在HVDC输电系统中,主要包括换流站、输电线路和换流器等关键设备。
换流站起到将交流电能转换为直流电能的作用,同时它还能够将直流电能反向转换为交流电能,从而实现电力的双向传输。
输电线路则用于传输直流电能,其中直流电压达到极高水平,这就是所谓的特高压输电。
二、高压直流输电技术在特高压输电中的应用案例1. 青藏特高压直流工程青藏特高压直流工程是我国电力系统中的一项旗舰工程,该工程采用特高压直流输电技术,将青海、甘肃、宁夏等内陆地区的清洁能源输送到东海沿线的江苏、上海等发电集中地区。
该工程的特点是输电距离较长,同时输电功率也相对较大。
通过采用HVDC技术,青藏特高压直流工程在输电损耗上实现了较大的节约,并极大提升了电力系统的可靠性。
2. 某国特高压直流示范工程某国特高压直流示范工程是该国电力系统中的一项重要工程,该工程采用特高压直流输电技术,连接该国东北地区的火力发电厂与南方地区的大型工业城市。
该工程采用了高压直流输电技术,将大量电力从东北输送到南方,有效缓解了南方电力供应压力。
同时,该工程还采用了光伏发电技术,使得该国的可再生能源得以更好地利用。
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高压直流输电的优势和应用及其展望京江学院J电气0802 3081127059 陈鑫郁简单的讲,直流输电是先将交流电通过换流器变成直流电,然后通过直流输电线路送出。
在受电端再把直流电变成交流电,进入受端交流电网。
直流输电系统由换流(逆变)站、接地极、接地极线路和直流送电线路构成。
直流输电具有传输功率大,线路造价低,控制性能好等特点,是目前世界发达国家作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段。
直流输电( HVDC)的发展历史到现在已有百余年了,在输电技术发展初期曾发挥作用,但到了20 世纪初,由于直流电机串接运行复杂,而高电压大容量直流电机存在换向困难等技术问题,使直流输电在技术和经济上都不能与交流输电相竞争,因此进展缓慢。
20 世纪50 年代后,电力需求日益增长,远距离大容量输电线路不断增加,电网扩大,交流输电受到同步运行稳定性的限制,在一定条件下的技术经济比较结果表明,采用直流输电较为合理,且比交流电有较好的经济效益和优越的运行特性,因而直流电重新被人们所重视。
1 高压直流输电高压直流输电基本原理高压直流输电的定义:发电厂发出的交流电,经整流器变换成直流电输送至受电端,再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网。
直流输电的一次设备主要由换流站(整流站和逆变站)、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。
高压直流输电的技术特点(1)高压直流输电输送容量更大、送电距离更远。
(2)直流输送功率的大小和方向可以实现快速控制和调节。
(3)直流输电接入系统是不会增加原有电力系统的短路电流容量的,也并不受系统稳定极限的限制。
(4)直流输电是可以充分利用线路的走廊资源,线路的走廊宽度大致为交流输电线路的一半,并且送电容量相比前者更大。
(5)直流输电工程运行时,无论任一极发生故障时,另一极均能继续运行,并可以发挥过负荷能力,保持输送功率不变或最大限度的减少输送功率的损失。
(6)直流系统本身具有调制功能,可根据系统的要求做出快速响应,对机电振荡产生阻尼,阻尼能够产生低频振荡,从而提高了电力系统暂态稳定水平。
(7)能够通过换流站内配置的无功功率自动控制装置对系统交流电压进行自动调节。
(8)对于大电网而言,能够实现大电网之间通过直流输电互联供电的方式,同时2个电网之间也不会因为这种方式产生互相干扰和影响,并在必要时可以迅速进行功率交换。
2 高压交流输电交流输电的基本原理发电厂发出的电能以交流形式输送的方式送至受电端。
交流电可以方便灵活地根据需要通过变压器升压和降压,使配送电能变得极为便利。
交流输电的特点(1)高压交流输电在输电的过程中可以有中转点,可以组成强大的电力网络,根据电源点分布、负荷点的布点、传输电力和进行电力交换等实际需要而构成国家高压、特高压主体电网网架。
因此高压交流电网的最大优势是:输送电能的能力比较强大、覆盖的范围很广、电网线损小、输电路径明显减少,能很灵活地适应电力市场运营的要求。
(2)采用高压交流输电能够实现如同网络般的功能,我们知道高压交流同步电网中线路两端的功角差是可以控制在20°及以下的。
因此,交流同步电网的安全稳定性越高,同步的能力就越大、电网的功角稳定性就越好、抗干扰的能力就越强。
(3)在输送电能的过程中,由于高压交流线路是采用三相交流输电方式,导线间会产生充电无功功率,容易造成过电压效应。
为了抑制因此造成的工频过电压,线路须装设并联电抗器。
每当线路输送功率产生变化,送端和受端的无功也将随之发生变化。
如果受端电网的无功功率潮流的分层分区平衡不合适,特别是系统动态无功备用容量不足,在极端的运行情况和严重故障条件下,电压的稳定就会上升成为系统安全运行的主要问题。
这使得电网的安全稳定运行受到很大的威胁,是个非常严重的问题。
(4)基于以上的问题,提出了适时引入1 000 kV 特高压输电的方案,这样就可为受端电网提供更可靠的电压和无功支撑,此方案可以说是从根本上解决500 kV 短路电流严重超标和500 kV 以下的高压输电能力低的问题。
3 高压直流与交流输电比较技术特性比较(1)交流输电的优点:从设备造价上来说要相对低廉,输、配电在该环节中,交流电可以方便地通过变压器升压和降压,使得配送电能变得非常的方便、合理、灵活,能够适应不同的用电需求。
此点是交流电与直流电相比所具有的独特优势。
直流电相比于交流电的一次设备由于多了逆变环节而变得更加繁琐,并且因为环节变得多了,设备造价就不可能低,而直流输电对技术的要求更高,因此在设备造价上没有优势。
三相交流电因为环节简单且具有造价的优势,所以获得了广泛应用。
(2)交流输电的缺点:在交流输电线路中,除了传输导线本身的电阻损耗外,还有导线因为距离过长而产生的交流感抗的损耗。
为了解决交流输电所附带产生的电阻损耗,方法是采用升高电压等级,例如500 kV 或者更高的1 000 kV 电压。
由电能计算公式S=U×I 可以得知,当输送同样的电力功率S 的情况下,电压等级U 如果变高了,输送的电流I 就可以下降,可用此方法来减小损耗。
但是交流电感损耗不能采用这种方法来减小,因此交流输电做太远距离输电的效果也不是很好。
同样根据电能计算公式可知,因为线路本身是有电阻的,如果线路过长,输送的电能就会全部消耗在输电线路上。
另外,交流输电并网还要考虑相位一致的问题。
如果2 个上网电厂的发电机组的相角不一致,或差异很大的情况下,2 组发电机一旦并网发电功率就会互相抵消。
所以现在许多电力技术发达的国家正在研究直流输电方式。
(3)直流输电的优点:1)因为直流输电只有两极,从原理上直流输电不存在交变频率(如工频),直流输电就可以避免如前所述的交流输电产生的电感损耗,只有导线电阻的损耗。
因此可以被用作远距离大容量输电、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。
2)直流系统不存在稳定问题,交流电力系统中所有的同步发电机都必须保持同步运行。
输送功率为:P=(E1E2/XΣ)sinδ。
式中,E1、E2 分别为受、送端交流系统的等值电势;XΣ 为线路、发电机、变压器的等值电抗;δ 为发电机两端的电势的相角差。
如果采用直流输电系统连接2 个交流系统,由于直流没有交变频率、没有电抗值、没有电抗的影响,因此不存在电网并网同期的问题。
由此可得出,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2 个不同频率的系统,实现非同期联网,这就大大提高了系统的稳定性。
(4)直流输电面临的问题:其与交流输电一样也存在的问题是电压等级升高了,随之对设备的外绝缘要求肯定也更高。
直流输电环节中的最重要的核心设施换流站的主接线的基本结构是非常复杂的,而换流站污秽等级较高,污染同时也会造成直流场设备绝缘问题;直流输电极易受到干扰,抗干扰相对于交流输电要差,因此对电磁环境的要求更高;在故障发生时,由于直流系统没有电抗,等值电阻非常小,直流系统一级接地的电流会比交流系统接地电流更大,强大的故障电流对电力系统的冲击,电网内的其他交流系统能否承受是个很大的问题。
大功率的直流交流变换设备目前仍存在着制造技术难度,还没有能够解决随之而产生的问题。
现有的运行经验能够得出的数据也很少。
因为用户大多数采用的都是交流电,直流电经过传输后到了用户端还是要转变为交流电,直流输电仅仅是传输电能的中间环节,但是直流输电的应用价值非常值得研究和推广。
经济性能比较(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,这种方式仅需2 根导线,而三相交流线路就需要3 根导线,但两者输送的功率几乎相等,显然前者减轻了杆塔的荷重,减少了线路路径的宽度,节约了占地面积。
对于同等的输送功率和距离,直流架空线路的投资一般为交流的2/3。
(2)直流电缆线路的投资少。
同样绝缘等级的电缆,用于直流时,允许工作电压是交流的2倍,所以同等电压等级,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。
直流输电环节中的换流站的设备比交流变电站复杂,除换流变外,还有可控硅换流器,以及换流器的其他附属设备,这些设备的造价都非常高昂,因此换流站的投资高于同等容量的交流变电站。
(4)运行维护费用较省。
根据国外的运行经验,线路和站内设备的年折旧维护费用占工程建设费用的百分数,交流与直流基本持平。
但在相同导线截面和输送有功功率时,直流输电电能损耗是交流输电的2/3。
直流输电的优势1、更安全。
2003年8月14日的一个小时内,北美大陆地区发生了有史以来最为严重的一次大停电事故,造成美国和加拿大的100 多座电厂关闭,其中包括22座核电站自动保护性关闭,大停电波及美加238万平方公里,受影响人口大约5000 万,停电负荷61800MW。
因此,电网事故是电力系统影响最大、波及面最广、损失最惨重的事故。
交流输电需要克服跨区电网互联的同期合闸、系统稳定极限、短路容量等一系列问题,而直流输电没有;同时,直流输电具有快速调节响应和实现相互紧急功率支援的特点。
利用直流输电实现电网的互联而形成的跨区电网,当一个地区出现扰动或故障时,对其它地区电网的稳定运行几乎没有什么影响,而且还有利于故障地区电网的恢复。
可以估计,如果美国和加拿大间采用直流输电方式联网,因故障所造成的影响和损失是可以大为降低的。
2、输送相同功率时,线路造价低。
就经济上来说,输送同等容量的电力,采用同等级的输电电压,当输电距离超过一定的距离时( 一般认为是700 km 左右) ,其建设费用就比交流输电低;而且由于一根线路与大地就可以构成输电回路,其输电线路走廊窄,占用的耕地和砍伐的树木少。
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,同时也可以减少大量的运输、安装费。
3、线路有功损耗少。
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。
4、运行费用低。
根据国外的运行经验,线路和站内设备的年折旧维护费用占工程建设费用的百分数,交直流输电大体相近。
但直流输电电能损耗在导线截面相同、输送有功功率相等的条件下,是交流输电的三分之二。
5、系统更稳定。
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。
直流输电适用于以下场合: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。