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特高壓發(fā)展全面啟動淺談特高壓交直流特點

發(fā)布時間：

2024-01-28

?北極星輸配電網訊:特高壓是目前世界上最先進的輸電技術，具有遠距離、大容量、低損耗、少占地的綜合優(yōu)勢。而中國地區(qū)能源分布不均，中國西部蘊藏大量能源，而東部沿海地區(qū)則是負荷中心；同時中國很多城市正面臨著較大的霧霾和節(jié)能減排的壓力，所以在中國發(fā)展高效的特高壓電網是非常必要的。特高壓具體包括特高壓交流輸電技術和特高壓直流輸電技術兩種形式，下面我們就來探討一下特高壓這兩種形式具有哪些特點？

一、特高壓直流輸電的特點
?特高壓直流輸電(UHVDC)是指±800kV(±750kV)及以上電壓等級的直流輸電及相關技術。特高壓直流輸電的主要特點是輸送容量大、輸電距離遠，電壓高，可用于電力系統(tǒng)非同步聯(lián)網。
1.特高壓直流輸電優(yōu)點
(1)從經濟方而考慮：鑒于直流輸電具有線路造價低、年電能損失小的優(yōu)點，直流架空輸電線路在線路建設初期投資和年運行費用上均比交流系統(tǒng)經濟；
(2)不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題：可實現電網的非同期互聯(lián)，而交流電力系統(tǒng)中所有的同步發(fā)電機都保持同步運行；
(3)限制短路電流：如用交流輸電線連接兩個交流系統(tǒng)，短路容量增大，甚至需要更換斷路器或增設限流裝置。然而用直流輸電線路連接兩個交流系統(tǒng)，直流系統(tǒng)的“定電流控制’，將快速把短路電流限制在額定功率附近，短路容量不因互聯(lián)而增大；
(4)調節(jié)快速，運行可靠：直流輸電通過可控硅換流器能快速調整有功功率，實現“潮流翻轉”(功率流動方向的改變)，在正常時能保證穩(wěn)定輸出，在事故情況下，可實現健全系統(tǒng)對故障系統(tǒng)的緊急支援，也能實現振蕩阻尼和次同步振蕩的抑制；
(5)沒有電容充電電流：直流線路穩(wěn)態(tài)時無電容電流，沿線電壓分布平穩(wěn)，無空、輕載時交流長線受端及中部發(fā)生電壓異常升高的現象，也不需要并聯(lián)電抗補償；
(6)節(jié)省線路走廊：按同電壓500kV考慮，一條直流輸電線路的走廊～40m，一條交流線路走廊～50m，而前者輸送容量約為后者2倍，即直流傳輸效率約為交流2倍。
2.特高壓直流輸電技術的不足
(1)換流裝置較昂貴：這是限制直流輸電應用的最主要原因。在輸送相同容量時，直流線路單位長度的造價比交流低；而直流輸電兩端換流設備造價比交流變電站貴很多。這就引起了所謂的“等價距離”問題；
(2)消耗無功功率多：一般每端換流站消耗無功功率約為輸送功率的40%～60%，需要無功補償；
(3)產生諧波影響：換流器在交流和直流側都產生諧波電壓和諧波電流，使電容器和發(fā)電機過熱、換流器的控制不穩(wěn)定，對通信系統(tǒng)產生干擾；
(4)就技術和設備而言，直流波形無過零點，滅弧困難：目前缺乏直流開關而是通過閉鎖換流器的控制脈沖信號實現開關功能。若多條直流線路匯集一個地區(qū)，一次故障也可能造成多個逆變站閉鎖，而且在多端供電方式中無法單獨地切斷事故線路而需切斷全部線路，從而會對系統(tǒng)造成重大沖擊；
(5)從運行維護來說：直流線路積污速度快、污閃電壓低，污穢問題較交流線路更為嚴重。與西方發(fā)達國家相比，目前我國大氣環(huán)境相對較差，這使直流線路的清掃及防污閃更為困難。設備故障及污穢嚴重等原因使直流線路的污閃率明顯高于交流線路；
(6)不能用變壓器來改變電壓等級：直流輸電主要用于長距離大容量輸電、交流系統(tǒng)之間異步互聯(lián)和海底電纜送電等。與直流輸電比較，現有的交流500kV輸電(經濟輸送容量為1000kW,輸送距離為300~500km)已不能滿足需要，只有提高電壓等級，采用特高壓輸電方式，才能獲得較高的經濟效益。
二、特高壓交流輸電的特點
?特高壓交流輸電是指1000千伏及以上的交流輸電，具有輸電容量大、距離遠、損耗低、占地少等突出優(yōu)勢。
1.特高壓交流輸電的優(yōu)點
(1)提高傳輸容量和傳輸距離：隨著電網區(qū)域的擴大，電能的傳輸容量和傳輸距離也不斷增大。所需電網電壓等級越高，緊湊型輸電的效果越好；
(2)提高電能傳輸的經濟性：輸電電壓越高輸送單位容量的價格越低；
(3)節(jié)省線路走廊和變電站占地面積：一般來說，一回1150kV輸電線路可代替6回500kV線路。采用特高壓輸電提高了走廊利用率；
(4)減少線路的功率損耗：就我國而言，電壓每提高1%，每年就相當于新增加500萬kW的電力，500kV輸電比1200kV的線損大5倍以上；
(5)有利于連網，簡化網絡結構，減少故障率：利用特高壓輸電技術，特別是直流輸電技術，實現遠距離、大規(guī)模的電力輸送有利于節(jié)約土地資源、保護環(huán)境，是優(yōu)化能源資源配置的重要途徑。
2.特高壓交流輸電技術的不足
?特高壓交流輸電的主要缺點是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性問題不易解決。特別是在特高壓線路出現初期，不能形成主網架，線路負載能力較低，電源的集中送出帶來了較大的穩(wěn)定性問題。下級電網不能解環(huán)運行，導致不能有效降低受端電網短路電流，這些都威脅著電網的安全運行。另外，特高壓交流輸電對環(huán)境影響較大。
不管是特高壓直流輸電還是特高壓交流輸電都是為了更好地提高輸電能力，實現大功率的中、遠距離輸電，以及實現遠距離的電力系統(tǒng)互聯(lián),建成聯(lián)合電力系統(tǒng)。同時兩者只能相互補充，不能互相取代，“強交強直”的混搭模式將是未來特高壓建設的發(fā)展方向。

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