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目 录
一、前言........................................................................................................................ 1
二、直流输电的发展.................................................................................................... 1
三、直流输电的运行方式............................................................................................ 2
四、直流输电的功能及优点 .................................................................................... 2
4.1功能................................................................................................................. 2
4.2优点................................................................................................................. 3
五、换流站的主要设备 ............................................................................................. 4
六、经济性三大特性突出节能效果........................................................................ 4
七、远距离输电优势明显 ......................................................................................... 5
八、提升空间大功率电力电子器件将改善直流输电性能 ................................. 8
九、工程应用 .............................................................................................................. 8
十、安顺500kv换流站实例........................................................................................ 9
十一、发展趋势 ........................................................................................................ 13
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高 压 直 流 输 电 技 术
一、前言
自上世纪80年代以来，电力传输技术的发展步伐明显加快，提高传输能力的办法不断涌现，既有直流输电技术、柔性交流输电技术、分频输电技术等高新技术，同时也有对现有高压交流输电线路的增容改造技术，如升压改造、复导增容改造、交流输电线路改为直流输电技术等。直流输电，对于提高现有传输系统的传输能力，挖掘现有设备潜力，具有十分重要的现实意义，实施起来可收到事半功倍的效果。
二、直流输电的发展
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后， 此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。
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三、直流输电的运行方式
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。
四、直流输电的功能及优点
4.1 功能
在一个高压直流输电系统中，电能从三相交流电网的一点导出,在换流站转换成直流，通过架空线或电缆传送到接受点；直流在另一侧换流站转
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化成交流后，再进入接收方的交流电网。直流输电的额定功率通常大于100兆瓦，许多在1000-3000兆瓦之间。
高压直流输电用于远距离或超远距离输电，因为它相对传统的交流输电更经济。
应用高压直流输电系统，电能等级和方向均能得到快速精确的控制，这种性能可提高它所连接的交流电网性能和效率，直流输电系统已经被普遍应用。
高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电，然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。它基本上由两个换流站和直流输电线组成， 两个换流站与两端的交流系统相连接。
直流输电线造价低于交流输电线路但换流站造价却比交流变电站高得多。一般认为架空线路超过600-800km，电缆线路超过40-60km直流输电较交流输电经济。随着高电压大容量可控硅及控制保护技术的发展，换流设备造价逐渐降低直流输电近年来发展较快。我国葛洲坝一上海1100km、±500kV,输送容量的直流输电工程，已经建成并投入运行。此外，全长超过2000公里的向家坝-上海直流输电工程也已经完成。该线路是目前（截至2011年初）世界上距离最长的高压直流输电项目。 4.2 优点
是不增加系统的短路容量便于实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力系统的联网;利用直流系统的功率调制能提高电力系统的阻尼，抑制低频振荡，提高并列运行的交流输电线的输电能力。它的主要缺点是直流输电线路难于引出分支线路绝大部分只用于端对端送电。加拿大原计划开发和建设五端直流输电系统现已建成三端直流输电系统。实现多端直流输电系统的主要技术困难是各种运行方式下的线路功率控制问题。目前， 一般认为三端以上的直流输电系统技术上难实现经济合理性待研究。
直流输电技术课题研究要点 - 图文
