特高压直流输电的现状与展望

特高压直流输电的现状与展望

发表时间：2017-08-08T19:36:44.953Z 来源：《电力设备》2017年第10期作者：姜亮陈重

[导读] 摘要：特高压直流输电大多用于长距离输电，例如海底电缆、大型发电站输电等，在我国，其是指通过1000kV级交流电网和

±600kV级以上直流电网要求构成的电网系统。

（国网河南省电力公司 450000）

摘要：特高压直流输电大多用于长距离输电，例如海底电缆、大型发电站输电等，在我国，其是指通过1000kV级交流电网和±600kV 级以上直流电网要求构成的电网系统。放眼现在，直流输电在电力传输中的地位与日俱增，尤其在结合计算机等技术后，特高压直流输电系统的整体调控更加可靠。本文将通过分析我国特高压直流输电的现状，以及探究今后发展的展望，讨论特高压直流输电如何在个别恶劣环境中进行应用的问题。

关键词：特高压；直流输电；现状；展望

1 特高压直流输电的现状

1.1 发展速度快

从上世纪六十年代开始，由于部分发达国家需要向部分地区进行远距离、大容量输电的需求，开始了对特高压直流输电的研究。从开始阶段的不到一千公里，五十万千伏直流输电电压，输电功率六百万千瓦，到如今的上千公里，八十万千伏直流输电电压，其中的发展速度无疑是飞快的。除此之外，由于现代科技更为发达，再加上可以通过计算机进行实时地检测，特高压直流输电系统在调节方面的优化，可谓是跨越了一大步。此外，相较于以往的电线，光纤的使用也使得特高压直流输电在传输过程中的安全性得以提高，大大提高了其输电效率。并且，特高压直流输电的应用范围也大大扩增，不再局限于几个发达国家。

1.2 效率更高

在远距离大容量输电方面，相较于交流输电，或者是超高压输电方式，特高压直流输电通常会是更好的选择，其在经济投资、能源损耗以及工程规模方面都要优于交流输电和超高压输电。例如，在特高压和超高压两种方式之间，面对相同的输电工程，姑且定为10GW的输送功率，2千米的输送距离，超高压输电需要240亿元的投资，在输电过程中有将近1.15GW的损耗，其工程规模为135米，而特高压输电只需要200亿元的投资，在输电过程中只有1GW的损耗，工程规模也只有120米；而相等电压等级情况下的交流输电方式，需要315亿元的投资，在输电过程中更是有1.7GW的线损，工程规模也远远大于前面两种方案。所以，在远距离大容量电力输送过程中，特高压直流输电的输电效率更好。

1.3 我国特高压直流输电现状

我国从上世纪八十年代才开始尝试建设超高压直流输电工程，即葛洲坝直流输电工程，虽然开始较晚，但发展十分迅速。经过这些年的技术积累，我国现已具备建设特高压直流输电工程的技术，并于2010年，完全通过我国自主研发，成功建造了在当时而言，技术领先全球、输电能力最大的±800kV的向家坝特高压直流输电工程。在今后3~5年中，我国还将在其他地区建设特高压直流输电工程，预计将会达到二十个左右。

2 特高压直流输电的特点

2.1 技术性能更加稳定

直流输电技术基本不存在系统稳定的问题，可以实现电网的非同期互联。简单来说，就是指直流输电在连接连两个交流系统时，可以在非同步时期运行，在效果方面，通过交变直，直变交，将两个直流系统隔离，使得两边能够独立运行。除此之外，在运行期间，如果线路发生短路，直流输电能够及时地进行调节，恢复时间也很短，例如直流输电单极故障的恢复时间一般不超过0.4秒，除此之外，还可以抑制振荡阻尼和次同步振荡的影响。

2.2 节省输电走廊

当电压相同时，假设800kV，直流输电所需要的输电走廊为120米，交流输电则需要375米宽的输电走廊，且直流输电的效率还远高于交流输电。现如今，输电走廊也是制约我国发展远距离输电的一个障碍。

2.3 经济效益更高

在相同的导线规格的情况下，直流输电只需要两根导线就能够传输与三根导线的交流输电所传输的相同功率，所以，在线路造价这个方面，直流输电大大节省了线路所需要的费用。其次，相较于其他的输电方式，直流输电线路的有功损耗是要小许多的，并且几乎是没有任何的线路无功损耗。正是由于损耗小，特高压直流输电的输电效率是要远远高于其他输电方式，因此，特高压直流输电能带来更高的经济效益。

3 特高压直流输电所未来的发展

3.1 优化过电压和绝缘技术

如今，在特高压直流输电工程中，换流站装置十分昂贵，所占投资比例较大，一旦发生问题，将会带来十分严重的经济损失。除此之外，由于我国的大气环境相对较差，对线路的绝缘保护而言，其影响是较为明显的。直流线路的积污速度快，污秽问题较为严重，对线路绝缘效果有较大的影响。此外，线路绝缘部分在特高压直流输电工程的投资中所占比例也不断增加，如果出现问题，将会是很大的经济损失。对于我国而言，尤其是西北部水电、风电资源较为丰富的地区，由于其所处环境较为恶劣，常有沙尘、暴雪等极端天气，对线路的影响不可忽略。所以想要使特高压直流输电能够在这些地区稳定运行，必须要解决过电压和绝缘技术的保护问题，否则，对于想要将该地区的电能资源输送到华北、华东等地区的计划，在实际实施过程中无疑是十分困难的。

3.2 处理电磁环境问题

由于特高压直流输电在运行时，常会产生相应的电磁环境，一般会出现线路下方电场效应、无线电干扰和可听噪音等问题。线路下方电场效应，一般是由于特高压直流输电在正常运行时，由于其自身的特高压，会导致导线周围产生离子流场，进而产生场强，但这种导线下合成的场强往往会对人体造成损伤。而无线电干扰问题也是由于特高压直流输电的线路或者换流站的部分设备会产生一定程度的无线电，从而导致其周围的无线电通信工程受到干扰，例如无法接听电话、网络无法使用等情况，对周围居民的正常生活产生了一定的影响。至于可听噪音，是由于无线电干扰而产生的。通常情况下，对于居民密集区是几乎难以受到此类噪音的干扰，但部分分散居民有可能受到

其干扰，容易是居民感到烦躁。针对此类现象，我们可以通过合理地增大导线半径，进而减小无线电干扰和可听噪音的影响。

3.3 加强特高压直流输电的控制保护

对于特高压直流输电，如何有效地控制保护高压直流输电是其技术的关键。一方面要加强对特高压直流输电实时监控，确保在第一时间检测到故障，避免因未检测到问题而导致重大损失的情况；另一方面，在发现故障时，要及时采取正确安全的解决方法，切忌盲目地处理，以免造成更大的损失，尤其是相关工作人员，务必要保证自身的安全，提高自己的安全意识，避免安全事故的发生。

4 结语

在现有技术的支持下，进行远距离、大区等电网联网时，采用特高压直流输电的方式更加符合各项工程要求，其不但所需投入资金较少，并且线损也较低，是各种输电方式中较为出众的方式。但在采用特高压直流输电时，要尽可能减少其带来的负面影响，尽可能地避免其自身形成的电、磁场影响到周围环境、居民。

参考文献：

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