长距离输电线路直流输电优势分析

黄小莉

（武汉市正源通达电力设计有限公司湖北武汉430000）

摘要：对于两侧均有电力系统的长距离输电线路而言，交流输电存在弊端，相比较而言，直流输电具有显著优点。

关键词：长距离输电；流输电；直流输电

对于两侧均有电力系统的长距离输电线路而言，交流输电存在如下弊端：

1）输送距离短

一般情况下，若线路长度超过400公里，充电功率造成线路电压升高，线路中部电压抬升幅度就会超过线路绝缘水平。因此，需要在线路中部建设新的开关站或变电站，并安装高压电抗器，将长线分为若干段，通过高压电抗器降低电压。

2）异步无法联网

由于不同国家之间的交流输电网各有不同，而交流电力系统中所有的同步发电机必须保持同步运行，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。

3）稳定可靠性低，事故容易扩大

两国或多国之间采用交流联网后，一旦一国交流输电网出现故障，就会导致他国电网受到冲击，扩大事故影响。

相比较而言，直流输电具有以下优点：

1）不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联，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。

±500kV换流站鸟瞰图

综上所述，直流输电在技术上优势比较明显，如果按照交流输电又需要解决异步联网并提高可靠性，可考虑在输电末端建设一座直流背靠背换流站，背靠背换流站具有常规高压直流输电的最基本的优点，可实现异步联网，较好地实现不同交流电压的电网互联，将2个交流同步电网隔离，能有效地隔断各互联的交流同步网间的相互影响，限制短路电流，且联络线功率控制简单，调度管理方便。与常规直流输电比较，其优点更突出：

1）没有直流线路，直流侧损耗小；

2）直流侧可选择低压大电流运行方式，以降低换流变压器、换流阀等有关设备的绝缘水平，降低造价；

3）直流侧谐波可全部控制在阀厅内，不会产生对通信设备的干扰；

4）换流站不需要接地极，无需直流滤波器、直流避雷器、直流开关场、直流载波等直流设备，因而比常规的高压直流输电节省投资。适用于交流区域大电网相连，和异步电网相连。

直流背靠背换流站总平鸟瞰图