直流输电的特点及发展前景

郭京津 董建华

国网内蒙古东部电力有限公司内蒙古超特高压分公司 内蒙古呼伦贝尔 021000

摘要：近年来，我国科学技术发展迅速，先进的科学技术逐渐广泛应用于各个行业和领域，极大地促进了社会的进一步发展。电力作为人类生存和发展不可或缺的资源之一，在人类发展过程中发挥着重要作用。随着人们生活水平和质量的提高，对电力资源的要求也在提高。本文从高压直流输电技术的现状和高压直流输电技术的发展前景两个方面对高压直流输电技术进行了深入的分析和研究，为加强高压直流输电技术的应用提供了有价值的参考，有助于促进社会的长远发展。

关键词：高压直流输电技术；现状；发展前景；晶闸管

引言

到目前为止，DC变速器已经发展了一百多年。然而，由于当时的工业水平较低，DC电机的串联运行非常复杂，技术发展跟不上。DC输电的发展受到很大限制，不可能与后来出现的交流输电竞争。20世纪50年代以后，工业水平大大发展，对电力的需求日益增加。与此同时，传播距离也越来越远。与交流输电相比，DC输电具有更好的经济效益和运行特性，因此DC输电再次回到人们的视线。

1传输的特点

1.1 DC传输系统的基本结构

DC传输是指通过DC电流传输电能。DC输电系统主要由换流站(整流站和逆变站)、DC线路、交流和DC侧电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、DC电抗器、保护和控制装置等组成。

1.2传输的优势

(1)在输电功率相同的情况下，DC输电线路的成本低于交流输电线路，因为DC输电线路一般只使用两条输电线路，而交流输电则需要三条，因此可以降低材料、运输和架设成本，减少占地面积，节约大量资源，这也符合当今社会强调环保节约的号召。

(2)在输电过程中，由于DC输电只有两根导线，不容易出现自感和互感，消耗的电能越少。同时，DC电力传输的传输速度越快，越稳定，越安全，不会有过多的干扰。

(3)现在很多国家都在铺设海底电缆，而DC输电的电容比较大，所以它的输送功率也很高，不会产生电磁感应，对输电线路造成的损伤也比较小，所以绝缘层不会太快损坏。

(4)DC送电传输距离长，交流送电需要一些变压器定期转换电压，增加了投资，而DC送电则没有这样的问题，可以直接输送到目的地，送电不再受传输距离的限制。同时也减少了电流过载过大造成的开路现象，更加稳定。

(5)目前，在日常生活中受到停电的困扰，如果采用DC传输可以有效避免。DC传输采用两级传输，两条线互不干扰。如果其中一条短路，另一条线也能输送电流。而且调节速度快，运行可靠，DC输电可以方便快捷地调节可用功率，通过晶闸管变流实现潮流逆转。

(6)供电距离达到一定水平时，使用高压DC电缆向用电密集的大城市供电更为经济。同时，DC输电也可以作为限制城市供电网络短路电流增大的措施，有利于交流系统间的快速应急支援，限制故障情况下事故的扩大。

1.3传输的缺点

(1) DC输电换流站是必不可少的设施，但其造价比交流变电站贵得多。里面的设备大多很精密，而且数量巨大，结构复杂，成本太高，有的甚至还得靠国外进口。同时，其运维成本远高于交流变电站，可靠性也较差。

(2)转换器也是一个关键问题。对于交流侧，转换器不仅是负载或电源，也是谐波电流源。对于DC方面，也是一个谐波电压源。变频器工作时会产生高次谐波干扰，因此需要投入抑制无线电噪声干扰和滤除高次谐波的设施。

(3)目前DC传动技术还不够成熟，由于没有电流过零点可用，很难解决灭弧问题，给制造带来困难。

(4) DC传动采用双极传动。当一条传输线短路时，另一条可以继续完成传输。有时候因为使用了接地电路，而接地电路只在紧急情况下使用，由于金属设备埋在土地中，大量的电流流过，再加上土壤中的水分，很容易对金属造成腐蚀，损失也很大。

2 DC传输技术的应用

DC输电的应用范围取决于我国目前DC输电技术的发展水平和我国能源需求的分布。目前，我国有两种实际的输电方式：交流输电和DC输电。目前我国DC输电的发展水平，DC输电只是交流输电的补充。随着DC传动技术的发展，DC传动的应用范围将变得更大。目前，DC传动技术的应用场合可分为以下两种。

(1)采用交流输电技术难度大，只能采用DC输电，如不同频率电网之间联网或向不同频率电网送电，由于稳定性问题，交流输电难以满足要求；长距离电缆输电，使用交流电缆因电容电流过大无法实现等。（2）技术上可以采用输电方式实现，但采用DC输电技术的技术经济性能优于交流输电。在这种情况下，需要对输电方案进行比较论证，最终根据比较结果选择技术经济性能优越的输电方案。目前，DC输电在我国的应用主要在长距离大容量输电、大规模电力系统互联、DC电缆输电、交流输电线路扩能至高压直流输电等方面。

3直流输电的发展

早在19世纪20年代，人们就已经发明了直流输电机，通过电力资源的远程输送，满足了人们生活的相关要求，这也为DC传输技术的应用开创了先例。而且，随着科技的不断发展，DC电力的输电技术也得到了进一步的发展，相应的DC输电工程也建立起来，从而使得DC电力资源的输电范围更加广泛。其中，随着可控硅技术的发展，DC输电技术的性能得到进一步优化，标志着DC输电技术的进一步飞跃，为高压直流输电技术的发展奠定了坚实的基础。然而，在我国电力工业的发展中，高压直流输电技术的应用相对较晚。然而，随着我国社会主义市场经济的快速发展，人们通过相关的工业试验对高压直流输电技术进行了改进和完善，进一步提高了高压直流输电技术在我国的应用水平，从而满足了当前社会对发展的相关要求。目前，在我国电力行业的发展中，我国的高压DC供电技术已经逐渐赶上了世界水平，也对传统的高压输电技术进行了相应的改进，这使得高压DC输电技术在我国社会经济发展过程中有着非常广阔的发展前景。

此外，在当前我国电力行业发展过程中，为满足用户用电需求，促进我国社会经济发展，国家电网公司提出了相关管理目标和战略对策，对高压电网系统进行适当优化，进一步提高了高压输电技术的应用效果。其中，在高压电网系统建设过程中，我国电网公司也开始自主研发设计其电网设备，使我国高压电网系统接近世界水平，实现了高电压等级、两大输电线路、长距离输电的特点。

结束语

由此可见，高压输电技术的应用在当前我国电网系统的建设和发展中意义重大，不仅很好地满足了人们日常生活和生产的相关需求，也进一步促进了我国国民经济的增长。虽然目前我国高压输电技术在实际应用中还存在很多问题，但也有广阔的发展空间，有利于我国经济的稳定发展。

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