高压直流电源技术的发展现状及应用(正式版)
高压直流输电
第1章导论1.1高压直流输电概况1.1.1 交流输电还是直流输电？关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论。
美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流输电，而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理学家费朗蒂则主张采用交流输电。
在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明，还未用作工业动力。
例如，1882年爱迪生电气照明公司（创建于1878年）在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。
这一阶段发电、输电和用电均为直流电。
如1882年在德国建成的57km向慕尼黑国际展览会送电的直流输电线路（2kV，1.5kW）；1889年在法国用直流发电机串联而得到高电压，从毛梯埃斯（Moutiers）到里昂（Lyon）的230km直流输电线路（125kV，20MW）等，均为此种类型。
但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。
由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率，就要加大电流（P＝IU）。
而电流愈大，输电线路发热就愈厉害，损失的功率就愈多；而且电流大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站愈远的用户，得到的电压也就愈低。
直流输电的弊端，限制了电力的应用，促使人们探讨用交流输电的问题。
爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育，缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，成了保守势力的代表。
爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全。
他还打比方说，沿街道敷设交流电缆，简直等于埋下地雷。
并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验。
那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑来执行死刑。
《高压直流输电》课件
研究高压直流输电线路和换流站对周边电磁环境的影响，制定相应的防护措施和标准，降低对环境和人体的影响。
研究高压直流输电在电网中的稳定运行机制，通过优化无功补偿、有功滤波等技术手段，提高系统的稳定性和可靠性。
高压直流输电系统的核心，负责将交流电转换为直流电或反之。
换流站
直流输电线路
接地极
用于传输直流电，通常采用架空线或海底电缆。
为系统提供参考地电位，并泄放多余的电流。
03
02
01
01
02
03
04
实现交流电与直流电相互转换的核心元件。
换流阀
用于调整电压等级，使换流站能与不同电压等级的电网连接。
变压器
用于滤除换流过程中产生的谐波，减少对周围环境的干扰。
《高压直流输电》PPT课件
目录
高压直流输电概述高压直流输电的基本原理高压直流输电系统的构成与设备高压直流输电的优缺点与关键技术问题高压直流输电的工程实例与展望
01
高压直流输电概述
Chapter
总结词
高压直流输电是一种利用高压直流电进行远距离传输的输电方式，具有输送容量大、损耗小、稳定性高等特点。
详细描述
总结词
换流技术是高压直流输电的核心技术之一，涉及到整流和逆变两个过程。
详细描述
在整流过程中，交流电源转换为直流电源，通过控制晶闸管或绝缘栅双极晶体管的开关状态实现。逆变过程则是将直流电源转换为交流电源，同样通过控制开关状态实现。换流技术的关键在于保证电流的稳定和减小谐波干扰。
VS
高压直流输电的损耗主要包括线路损耗和换流损耗，提高效率是重要目标。
杭州中恒_高压直流电源(HVDC)的应用
与HVDC相比UPS系统存在的问题
HVDC，并机是直流并联，只有同电位的问题，控 制非常的简单，而且并机失败也没有严重问题， 最多就是“贫富不均”（不均流）！ UPS系统并联数量上受到限制，一般最多6台并机， HVDC并机理论上可以做到“无穷大”，一般可以 做到40台并联。 由于UPS并联数量上的限制，电信系统一般采用 1+1并联运行，单台UPS的实际运行负荷小于30%， 这样就导致UPS的运行效率小于70%， HVDC采用N+X并联，整机系统的负荷可以工作在 60%--70%的负载，整机效率可以达到90以上！
单位：万元
突出案例
核心客户：
通信：中国移动 中国电信 中国联通 电力：中国水电顾问集团、中国国电集团公司、中国华能集团公司、中国大唐集团、中
国华电集团公司、中国电力投资集团公司
重点项目：
通信：浙江移动、江苏移动、福建移动、四川联通、浙江电信、江苏电信、重庆联通等
电力：国电北仑电厂、国电宁海电厂、国电泰州电厂、上海外高桥电厂、大唐乌沙山电
厂、华电宿州电厂、中国原子能研究院游泳池反应堆项目、秦山核电站、宝兰二线铁路、 京沪铁路、塔吉克斯坦变电站、印度电厂、越南西山水电站及30多个国内500KV变电站
电力操作电源系统行业地位
公司掌握电力操作电源系统核心技术，自主生产整流模块 和监控单元，是国内电力操作电源系统的主流供应商之一。
销售排名第4名
销售排名第3名
销售排名第2名
2007年
2008年
2009年
通信电源系统行业地位
公司经营通信电源系统业务已有十几年，积累了丰富的 生产、销售和服务经验，已成为国内通信电源系统的主 要供应商。2009年成为伊顿施威特克在中国的唯一的系 统生产商、售后服务提供商、和产品的销售商。
直流输电技术的发展及其在我国电网中的作用
直流输电技术的发展及其在我国电网中的作用1 绪论1.1 课题来源及研究的目的和意义随着市场经济的迅速发展，为了促进社会和经济的可持续发展，电力安全是目前我国急需关注的问题，也是最重要的能源安全问题，电力安全最贴近生活，对国计民生影响最大。
电力的安全建设对全国各行各业的正常运转以及人们的正常生活显得尤其重要。
另外，电力作为一种新式能源，其建设的安全性也同样意味着国家能源的安全。
因此，保证我国电力的安全建设和安全生产成为社会日益关注的问题，是我国电力企业应重点考虑的问题。
电力企业的建设的安全性对于企业的生产和运转是非常重要的。
并且电力安全的建设是我国电力企业最为重视的问题也是保证能源的安全的重要途径。
因为电力的安全性与人们的生活是密不可分的，因此，本文主要阐述了电力安全建设的现状，提出了电力安全建设存在的问题，并对电力安全建设的改善措施进行了探讨1.2国内外技术现状及发展趋势我国的经济发展正在飞速的进行，全国各行各业都在发生着深刻的变化，电力工程作为国家的基础工程，变化尤为明显。
由以前的国家统分统筹，变为现在的分配为主、市场为辅，真正做到了惠及全体人民。
但是由于中国的版图庞大，电力工程出现了新特征：范围广、任务杂、跨度大等。
这样的情况下，电力安全状况不能保证，为今后的安全工作开展埋下了隐患。
在我国,企业风险管理是一个相对薄弱环节。
风险意识不强,风险管理工作薄弱,是企业发生重大风险事件的重要原因。
由此,根据《企业国有资产监督管理暂行条例》(国务院令第378号)关于“国有及国有控股企业应当加强内部监督和风险控制”的要求,国务院国有资产监督管理委员会于2006年6月6日出台了《中央企业全面风险管理指引》(以下简称《指引》)。
《指引》对中央企业开展全面风险管理工作的总体原则、基本流程、组织体系、风险评估、风险管理策略、风险管理解决方案、监督与改进、风险管理文化、风险管理信息系统等方面进行了详细阐述,对《指引》的贯彻落实也提出了明确要求。
高压直流输电技术
徐亚涛 陈威 江克东
22:07
1
目
录
一、发展特高压电网的必要性 二、直流输电技术的发展 三、直流输电与交流输电的性
能比较 四、高压直流输电系统的结构 和元件
22:07 2
一、发展特高压电网的必要性
1、发展特高压电网是满足电力持续快速增长的
客观需要。
随着国民经济的持续快速发展，我国电力工 业呈现加速发展态势，近几年发展更加迅猛。按照在 建规模和合理开工计划，全国装机容量2010年达到9.5 亿千瓦，2020年达到14.7亿千瓦；用电量2010年达到 4.5万亿千瓦时，2020年达到7.4万亿千瓦时。电力需 求和电源建设空间巨大，电网面临持续增加输送能力 的艰巨任务。
交流系统 金属回路 可选择的）
交流系统
五、SPWM控制技术
一.SPWM逆变器的工作原理
SPWM逆变器:其期望输出电压波形
为正弦波的逆变器.
就目前的技术而言,还不能制造出功
率大、体积小、输出波形如同正弦 波发生器那样标准的可变频变压的 逆变器.
谢谢大家！
22:07
33
名 称 交 单回 线路（次/百 公里/年） 两端换流站 （次/年） 0.299 流 双回 0.054 单极 0.126 直 流 双极 0.055 交 单回 0.29 流 双回 0.054 直 单极 0.14 流 双极 0.01
0.560
0.120
4.80
0.20
0.6
0.06
1Hale Waihona Puke 40.25三、直流输电与交流输电的性能比较
8） 可隔离故障，有利于避免大面积停电。
三、直流输电与交流输电的性能比较
特高压直流输电技术及其应用
特高压直流输电技术及其应用一、概述特高压直流输电技术是一种高效能、低损耗、远距离长输、抗干扰能力强且可靠性高的电力输电技术。
特高压直流输电技术的应用不仅可以改善电网的无功角，提高稳定性，而且还可以优化电网的结构布局，提高电能利用率。
二、技术原理特高压直流输电技术是利用电力电子器件对交流电进行整流、变换、滤波处理后，形成直流电，再通过输电线路对直流电进行传输的一项新技术。
特高压直流输电系统主要由换流站、高压直流输电线路和终端换流站等组成。
电源通过换流站的交流侧接入，变为直流电后经过高压直流输电线路输送到接收站，再通过终端换流站变为交流电接入电网。
三、优点1. 低损耗：采用直流输电可避免交流输电过程中会产生的电抗、电流互感等损失。
2. 远距离高效能输电：直流输电线路作为可替代交流输电的新型电网架构，其输送长度远高于交流输电，可在远距离长距离输送电力。
3. 抗干扰能力强：特高压直流输电技术在功率变化、相位跳跃、短时间过载、负载波动以及输电线路受到外来干扰等情况下仍能保证良好的电能传输和供应。
4. 可靠性高：通过对换流站、输电线路、终端换流站等设备进行可靠性设计，并采取智能化技术，可确保特高压直流输电系统的稳定性和安全性。
四、应用1. 遥远地区电力输送：特高压直流输电技术能够长距离超远距离输送电力，为遥远地区的电力需求提供解决方案，并充分利用负载率，实现对电力资源的优化利用。
2. 解决电网瓶颈问题：特高压直流输电技术具有抗干扰能力强和输电长度远的特点，可以有效解决传统交流输电在电网瓶颈问题上的限制。
3. 可再生能源输送：随着可再生能源发电技术的不断发展，特高压直流输电技术可以用于传输风力发电、太阳能发电等可再生能源的电力。
4. 铝、铜资源集中地输电：利用特高压直流输电技术，可以将铝、铜等原材料在世界范围内集中输电，进一步实现资源优化布局。
五、发展前景特高压直流输电技术是未来电力送输的主要方向。
作为一项领先的电力技术，其优越的性能和可靠性，将推动电力输送的新型模式。
高压直流输电
高压直流输电一、高压直流输电系统（HVDC）概述众所周知，电的发展首先是从直流开始的，但很快就被交流电所取代，并且在相当长的一段时间内，在发电、输电和用电各个领域，都是交流电一统天下的格局。
HVDC技术是从20世纪50年代开始得到应用的。
经过半个世纪的发展，HVDC技术的应用取得了长足的进步。
据不完全统计，目前包括在建工程在内，世界上己有近百个HVDC 工程，遍布5大洲20多个国家。
其中，瑞典在1954年建成投运的哥特兰（Gotland）岛HVDC 工程（20MW，100kV，90km海底电缆）是世界上第一个商业化的HVDC工程，由阿西亚公司(ASEA，今ABB集团)完成；拥有最高电压（±600kV）和最大输送容量（2 x 3150MW）的HVDC工程为巴西伊泰普（Itaipu）工程；输送距离最长（1700km）的HVDC 工程为南非英加——沙巴（1nga2Shaba）工程；电流最大的HVDC工程在我国：如三常、三广和贵广HVDC工程，额定直流电流均为3000A。
HVDC的发达地区在欧洲和北美，ABB和西门子等公司拥有最先进的HVDC技术，美国是HVDC工程最多的国家。
HVDC在我国是从20世纪80年代末开始应用的，起步虽然较晚，但发展很快。
目前包括在建工程在内，总输送容量已达18000MW以上，总输送距离超过7000km，该两项指标均已成为世界第一。
我国第一个HVDC工程是浙江舟山HVDC工程（为工业试验性工程），葛沪HVDC工程是我国第一个远距离大容量HVDC工程，三常HVDC工程是我国第一个输送容量最大（3000MW）的HVDC工程，灵宝（河南省灵宝县）背靠背HVDC工程是我国第一个背靠背HVDC工程。
我国已投运的HVDC工程见表1。
表1我国已投运的HVDC工程另外，2010年前后建成投运的HVDC工程有四川德阳——陕西宝鸡（1800 MW、±500 kV，550km）、宁夏银南——天津东（3000MW、±500kV，1200km）等；至2020年前后，还计划建设云南昆明——广东增城、金沙江水电基地一华中和华东HVDC工程以及东北——华北、华北——华中、华中——南方背靠背HVDC工程等十几个HVDC工程。
高压直流输电HVDC
2018年9月6日
11
直流输电工程的缺点
与高压交流输电相比较，直流输电具有以下
缺点： 1、换流站的设备较昂贵； 2、换流装置要消耗大量的无功功率； 3、产生谐波影响； 4、换流装置几乎没有过载能力，对直流系统 的运行不利； 5、缺乏高压直流开关；
2018年9月6日
12
6、直流输电利用大地或海水为回路带来了一
16
2018年9月6日
高压直流输电系统的经济优势：线损
2018年9月6日
17
高压直流输电系统的经济优势：环境
2018年9月6日
18
三、HVDC系统的组成
三相电源 换流站 输电电缆或者架空线 换流站 交流电网
2018年9月6日
19
HVDC系统的组成
高压直流输电的主要设备是两个换流站和直流输电 线。 两个换流站分别与两端的交流系统相连接。
HVDC的核心有两个：整流与逆变
2018年9月6日
20
HVDC系统的组成
换流站的主要设备包括换流器、换流变压器、平波 电抗器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备 等。 换流器又称换流阀是换流站的关键设备，其功能是 实现整流和逆变。目前换流器多数采用晶闸管可控 硅整流管)组成三相桥式整流作为基本单元，称为换 流桥。一般由两个或多个换流桥组成换流系统，实 现交流变直流直流变交流的功能。
2018年9月6日
21
四、柔性直流输电
柔性直流输电的技术特点
柔性直流输电是以全控型电力电子器件、电压源换流器和新型调制
技术为突出标志的新一代直流输电技术，具有无需无功补偿和电网 支撑换相、占地面积和环境影响小等特点；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文件编号：TP-AR-L4903
In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan,
So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.
（示范文本）
编订：_______________
审核：_______________
单位：_______________
高压直流电源技术的发
展现状及应用(正式版)
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
编订人：某某某
审批人：某某某
高压直流电源技术的发展现状及应
用(正式版)
使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的
可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。 材料内容可根据实际情
况作相应修改，请在使用时认真阅读。
1 高压直流电源的基本工作原理和应用
高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式
的高压电源的一种电子仪器设备，高压直流电源按输
出电压极性可分为正极性和负极性两种。高压直流电
源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例
如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电
喷涂包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电
效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。随着
农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业
工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作
等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源
已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适
合农业领域要求的多种新型直流高压电源已经成为一
种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显
著，市场前景比较光明。
回顾高压直流电源发展历史，高压直流电源最初
是将工频电压直接经高压变压器升压后整流滤波，或
升压后再倍压整流后得到高压的，其基本原理如图1
所示。随着科学技术的发展，后来高压直流电源才发
展到了线性高压直流电源。
图1 典型线形高压直流电源示意
2 高压直流电源近年来的发展
20世纪70年代世界电源史上发生了一场革命，
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
即20Hz的开关频率结合脉宽调制技术(PWM)在电源领
域的应用。到目前为止，电源的频率已经达到数百
Hz，应用先进的准谐振技术甚至可以达到兆Hz水
平。提高振荡器输出频率可降低高压变压器、电抗
器、平滑电容器、高压电容器等电子器件基本性能要
求和结构体积，进而缩小高压电源体积。高频化使高
压电源体积大幅度的减小，轻巧便携，实用性和使用
方便性明显得到改善。
近几年，随着电子电力技术的发展，新一代功率
器件，如MOSFET，IGBT等应用，高频逆变技术的逐
步成熟，出现了高压开关直流电源，同线性电源相比
较高频开关电源的突出特点是：效率高、体积小、重
量轻、反应快、储能少、设计、制造周期短。由于它
的优越特性，现在已逐渐取代了传统的高压线性直流
电源。
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
图2是高压开关直流电源示意图。同图1相比
较，它采用了脉宽调制技术，PWM技术和BUCK变换
器结合以及PWM技术和逆变器技术结合，实现了高压
开关直流电源输出电压稳压和输出电流的限流功能。
图2 典型开关高压直流电源示意
目前，世界各国正在大力研制开发新型高压高频
电源，包含新的电源理论、新型模块化电路、新型电
子器件等，以满足电子设备小型化、高效化和高性能
化的时代发展要求。 3 高压直流电源发展中的
问题和难点
随着新的电子元器件、新的电磁材料、新的电源
变换技术、新的控制理论及新的专业软件的不断涌
现，并不断地被应用于开关电源，使得开关电源的性
能不断提高，特点不断更新，出现了如频率高、效率
高、功率密度高、可靠性高等新特性。现代的高压开
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
关直流电源有两大技术特别突出。
(1)关键功率新部件的应用：
①快速转换器件，像晶体管、功率MOSFETS、
IGBTS、SCRS等；
②低功耗、高性能，适用于高频的新型变压器铁
心材料的应用，比如铁氧体、非晶材料等；
③低耗散因素的大容量电容的发展和应用；
④低前向电压降的快速整流器应用等。
(2)先进变换技术的发展：
①零电流串联和并联谐振开关技术(即ZCS)；
②零电压LCC谐振逆变技术(即ZVS)；
③软开关和相控谐振技术；
④正反激励和推挽逆变器技术。
(3)伴随着高新技术的逐步应用，新的技术问题
也随之出现，主要表现在高频化可以提高电源性能，
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
减少变压器的体积和纹波系数。但由于高频高压变压
器是高频高压并存，出现了新的技术难点：
①高频高压变压器体积减小，频率升高，分布容
抗变小，绝缘问题异常突出；
②大的电压变化比使变压器的非线性严重化，漏
感和分布电容都增加，使其必须与逆变开关隔离，否
则尖峰脉冲会影响到逆变电路的正常工作，甚至会击
穿功率器件；
③高频化导致变压器的趋肤效应增强，使变压器
效率降低。
鉴于上述情况，高频高压变压器如何设计是目前
研究的一个难点和热点问题。最近出现的平面变压器
在设计理念上不同于传统的设计方式，普通平面变压
器已经投入生产和应用，如果高频高压变压器也能平
面化，将会再次大大缩小电源体积，提高其工作效
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
率。
(4)由于高压电源的频率很高，导致功率开关器
件开断频繁，能耗增大，这就对逆变器的拓扑结构应
有所选择。采用软开关和同步整流技术，可有效降低
伴随高频化带来的损耗。同时采用逆变器和准谐振电
路相结合的技术，通过电压或电流的谐振，使开关打
开或断开时电压或电流为零，使能耗大大减小。为了
减少变压器漏感的不利影响，可以将变压器漏感作为
逆变器的一部分，即逆变--谐振--变压器漏感，用一
体化思想进行整体设计。
(5)在控制检测部分，高频高压开关电源采用了
数字集成电路(IC)，而不像线性电源完全是模拟电
路。开关电源以模拟方式控制输出电压，以数字方式
进行开关操作，高精度而稳定地输出电压。采用数字
控制技术，可进行连续和不连续模式的转换，采用
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
PWM(脉宽调制技术)和PFM(频率调制技术)，和DC－
DC(直流--直流)变换器、逆变器等技术，出现了强电
弱电间的相互影响加强。检测部位的高压电压(近
10kV)，对后续的电子元器件(精密电阻等)提出了更
高的性能要求。
4 国内外高压直流电源发展的简单现状
目前，国外高压开关直流电源比较成熟，像
Spellman、Classman等高压电源公司已生产出小型
化、高效化、智能化的高压直流电源，然而价格比较
昂贵，国内直流高压开关电源研究起步较晚，与先进
国家相比有较大差距。尤其在高频、高性能直流高压
开关电源方面，国内还没有形成批量生产能力，国内
厂商，比如大连电源技术有限公司、河南舞钢规划设
计研究所等生产的高压直流电源，价格均在数万元以
上，相对农业应用而言还是比较昂贵的。目前在农业
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L4903
第 2 页
领域中，迫切需要物美价廉，能满足多种不同工况要
求的多规格、多品种、系列化的高质量、高性能的高
压直流电源。
5 结束语
我国是一个农业大国，农业生产领域需要的科学
技术非常之多，有些领域对高压直流电源技术的需要
十分迫切，但目前能适合农业领域要求的高压直流电
源很少，针对农业领域的具体情况，研究开发多种高
压直流电源具有较强的现实意义，也蕴藏着很大的商
机。
此处输入对应的公司或组织名字
Enter The Corresponding Company Or Organization Name Here