特高壓直流輸電的重要性--電力

1、特高壓直流輸電重要性孟令彬摘要:近幾年來(lái)，隨著環(huán)境問(wèn)題日益受到重視，隨之而來(lái)的減少污染，改善環(huán)境的方案與設(shè)想不斷出現(xiàn)，如何保持可持續(xù)發(fā)展，在在增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的同時(shí)盡量減少對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響呢？從現(xiàn)狀看，我國(guó)地域遼闊，能源儲(chǔ)備和電力負(fù)荷分布極不均衡，在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，能源永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)動(dòng)力，能源的分配嚴(yán)重影響著環(huán)境與經(jīng)濟(jì)，如何優(yōu)化能源分配，合理實(shí)現(xiàn)能源配置，解決能源運(yùn)輸問(wèn)題成為核心問(wèn)題？在過(guò)去的30年中，特高壓直流輸電經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)足的發(fā)展，技術(shù)日趨成熟，成為了能源優(yōu)化分配的重要最新、最優(yōu)方式。In recent years, as environmental issues have received increa

2、sing attention, follow pollution reduction, environmental improvement schemes and ideas emerge, how to keep sustainable development in environmental protection while minimizing the economic impact? From status see, China geographical vast, energy reserves and power load distribution very not balance

3、d, in economic of development in the, energy forever is based power, energy of distribution serious effect with environment and economic, how optimization energy distribution, reasonable achieved energy configuration, solution energy transport problem became core problem? in past of 30 years in the,

4、 special high pressure DC transmission after has great of development, technology increasingly mature, became has energy optimization distribution of important latest, and optimal way.關(guān)鍵詞: 特高壓直流;特高壓交流;重要性；合理性；前言 我國(guó)是世界上最大的能源消費(fèi)國(guó),但能源資源相對(duì)匱乏,石油、天然氣對(duì)外依存度達(dá)到60%和30%左右。面向未來(lái),要實(shí)現(xiàn)黨的十八大提出的“兩個(gè)一百年”宏偉目標(biāo),打造“中國(guó)經(jīng)濟(jì)升級(jí)版”,

5、我國(guó)能源需求將保持剛性增長(zhǎng)。根據(jù)我國(guó)電力發(fā)展規(guī)劃 ,到2020年我國(guó)電力裝機(jī)容量將達(dá)到18億千瓦?！澳茉词乾F(xiàn)代化的基礎(chǔ)和動(dòng)力能源供應(yīng)和安全事關(guān)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局?！痹趪?guó)家能源委員會(huì)會(huì)議上,李克強(qiáng)總理重申了保障能源供應(yīng)安全的極端重要性, 解決我國(guó)能源分布的嚴(yán)重不均問(wèn)題，打破制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。強(qiáng)調(diào)加快推進(jìn)特高壓輸電通道在內(nèi)的重大項(xiàng)目,以此作為穩(wěn)增長(zhǎng)、提高能源保障能力的重要舉措。幾年前,正是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求催生了特高壓輸電技術(shù),而國(guó)家電網(wǎng)公司陸續(xù)建成投運(yùn)的五條特高壓輸電線路也不負(fù)眾望,在保障國(guó)家能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等方面發(fā)揮出日益重要的作用。當(dāng)前,特高壓正步入加速發(fā)展的快車(chē)道,這是民心所向

6、、大勢(shì)所趨。1 特高壓輸電技術(shù)與我國(guó)能源分布現(xiàn)狀1.1 我國(guó)能源現(xiàn)狀1.1.1 我國(guó)各種能源資源在地域分布上都具有不同程度的不平衡性。煤炭資源分布的面較廣，但90的儲(chǔ)量分布在秦嶺-淮河以北地區(qū)，尤其是晉陜蒙三省區(qū)，占到全國(guó)總量的63.5。從東西方向看，煤炭85分布于中西部，沿海地區(qū)僅占15。石油、天然氣資源集中在東北、華北（包括山東）和西北，合占全國(guó)探明儲(chǔ)量的86，集中程度高于煤炭。水能資源的分布主要在西部和中南部，在全國(guó)技術(shù)可開(kāi)發(fā)資源量（3.7億千瓦）中合計(jì)占到93.2，其中西南占67.8，與燃料資源主要分布在北方相比，水能資源與之在空間上有較強(qiáng)的區(qū)域互補(bǔ)性。全國(guó)能源資源結(jié)構(gòu)是以煤為主（占7

7、5.2），水力居次（22.4），油氣為輔（2.4）。各地區(qū)呈現(xiàn)明顯的差異。就省區(qū)而言，北方大多數(shù)省份以煤炭為主，而南方一些省份則以水力資源為主。 1.2 能源的配置方式。過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間，國(guó)家采取輸煤和輸電兩個(gè)策略。一是采取把西部的部分煤炭通過(guò)鐵路運(yùn)到港口(大同秦皇島)再裝船運(yùn)到江蘇、上海、廣東等地，簡(jiǎn)稱(chēng)輸煤;二是用西部的煤炭、水力資源就地發(fā)電，再通過(guò)輸電線路和電網(wǎng)把電送到中東部地區(qū)，簡(jiǎn)稱(chēng)輸電。1.2.1 輸煤：我們先來(lái)看看輸煤的策略。先要把煤礦挖出來(lái)的煤裝上火車(chē)，長(zhǎng)途奔襲上千公里到達(dá)港口，卸在碼頭上臨時(shí)儲(chǔ)存。再裝到萬(wàn)噸級(jí)的輪船上，從海上長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)侥康牡馗劭?，又要卸煤、?chǔ)存。最后再裝上火車(chē)等

8、運(yùn)輸工具才運(yùn)到當(dāng)?shù)氐幕痣姀S儲(chǔ)煤場(chǎng)，卸下儲(chǔ)存待用。整個(gè)輸煤過(guò)程要經(jīng)過(guò)三裝三卸，中途還要儲(chǔ)存，要借助火車(chē)、輪船這些運(yùn)輸工具，所以運(yùn)輸成本很高，往往運(yùn)輸成本比在煤礦買(mǎi)煤的費(fèi)用都要高。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家們的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算比較，在中國(guó)，如果煤礦與發(fā)電廠的距離超過(guò)一千公里，采取輸煤策略就不大合算了。1.2.2 輸電既然輸煤不合理，那么輸電呢?用西部的煤炭、水力就地發(fā)電，只要在當(dāng)?shù)亟ɑ痣姀S或水電廠就行了。然后就是要建輸電線路，把電送到中東部地區(qū)。建什么樣的輸電線路才能高效率地輸送大量電能到一千多公里以外呢?專(zhuān)家們的回答是，要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離大容量傳輸電能，特高壓輸電最有技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。特高壓輸送容量大、送電距離長(zhǎng)、線路損耗低、

9、占用土地少。100萬(wàn)伏交流特高壓輸電線路輸送電能的能力(技術(shù)上叫輸送容量)是50萬(wàn)伏超高壓輸電線路的5倍。所以有人這樣比喻，超高壓輸電是省級(jí)公路，輸煤頂多就算是個(gè)國(guó)道，而特高壓輸電是“電力高速公路”。大家都知道，中國(guó)的高速公路經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展，已經(jīng)基本成網(wǎng)，四通八達(dá)。而中國(guó)的特高壓輸電這個(gè)“電力高速公路”，2008年底才剛剛建成一個(gè)試驗(yàn)示范工程，線路全長(zhǎng)只有640公里。但是其優(yōu)越性已經(jīng)展露，特高壓作為全國(guó)范圍內(nèi)方便、快捷、高效地配置能源資源平臺(tái)成為了必然。在電力工程技術(shù)上有一個(gè)名詞叫“經(jīng)濟(jì)輸送距離”，指的是某一電壓等級(jí)輸電線路最經(jīng)濟(jì)的輸送距離是多少，因?yàn)檩旊娋€路在輸送電能的同時(shí)本身也有損耗

10、，線路太長(zhǎng)損耗太大經(jīng)濟(jì)上不合算。50萬(wàn)伏超高壓輸電線路的經(jīng)濟(jì)輸送距離一般為600800公里，而100萬(wàn)伏特高壓輸電線路因?yàn)殡妷禾岣吡?，線路損耗減少了，它的經(jīng)濟(jì)輸送距離也就加大了，能達(dá)到10001500公里甚至更長(zhǎng)，這樣就能解決前面說(shuō)到的把西部能源搬到中東部地區(qū)使用的問(wèn)題。建設(shè)輸電線路同樣也要占用土地，工程上叫“線路走廊”。前面說(shuō)過(guò)，建一條100萬(wàn)伏特高壓輸電線路能頂5條50萬(wàn)伏超高壓輸電線路，而線路走廊所占用的土地只相當(dāng)于2條50萬(wàn)伏輸電線路，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)，建特高壓輸電線路能少占土地，這對(duì)土地資源稀缺的中東部地區(qū)來(lái)說(shuō)尤其有利。當(dāng)然，特高壓輸電，特別是建設(shè)特高壓電網(wǎng)，還有很多好處。它能把中國(guó)電網(wǎng)

11、堅(jiān)強(qiáng)地連接起來(lái)，使建在不同地點(diǎn)的不同發(fā)電廠(比如火電廠和水電廠之間)能互相支援和補(bǔ)充，工程上叫“實(shí)現(xiàn)水火互濟(jì)，取得聯(lián)網(wǎng)效益”;能促進(jìn)西部煤炭資源、水力資源的集約化開(kāi)發(fā)，降低發(fā)電成本;能保證中東部地區(qū)不斷增長(zhǎng)的電力需求，減少在人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)建火電廠所帶來(lái)的環(huán)境污染;同時(shí)也能促進(jìn)西部資源密集、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧發(fā)展。所以，我認(rèn)為應(yīng)該這樣說(shuō)，建設(shè)特高壓電網(wǎng)功在當(dāng)代，利在千秋。1.3 特高壓輸電我國(guó),能源供應(yīng)能力的提升受到“兩個(gè)不均衡”的制約。過(guò)去“過(guò)度依賴輸煤”的能源配置方式和“就地平衡”的電力發(fā)展方式成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸,大力發(fā)展特高壓電網(wǎng),讓“電從遠(yuǎn)方來(lái)”,變得越來(lái)越急迫。尤其

12、是近年來(lái),我國(guó)能源開(kāi)發(fā)加速向西部和北部轉(zhuǎn)移,能源基地與負(fù)荷中心的距離越來(lái)越遠(yuǎn)。預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)13個(gè)大型水電基地、15個(gè)大型煤電基地、9個(gè)大型風(fēng)電基地的開(kāi)發(fā)規(guī)模將分別達(dá)到2億、4億、1.7億千瓦。這些大型能源基地與東中部負(fù)荷中心的距離一般都在800公里4000公里。若仍依賴傳統(tǒng)的超高壓電網(wǎng),無(wú)論從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性還是安全性的角度看,都不是科學(xué)合理的選擇。對(duì)此,原國(guó)家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)、黨組書(shū)記劉振亞明確指出:“我國(guó)能源開(kāi)發(fā)重心西移北移、負(fù)荷中心在東中部地區(qū)的基本格局長(zhǎng)期不會(huì)改變,能源大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送和大范圍優(yōu)化配置是歷史必然。發(fā)展特高壓是重中之重。這是解決能源和電力發(fā)展深層次矛盾的治本之策,是滿

13、足各類(lèi)大型能源基地和新能源大規(guī)模發(fā)展的迫切需要。” 但是普通電壓等級(jí)電網(wǎng)輸送能力有限，如果要達(dá)到跨區(qū)域輸電，同時(shí)減少各區(qū)域電網(wǎng)間相互影響，就必須在提高電壓等級(jí)的同時(shí)增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，采用特高壓輸電，對(duì)實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源優(yōu)化配置、提高輸電走廊的利用率和保護(hù)環(huán)境，都具有十分重要的意義。近年來(lái)面對(duì)各種復(fù)雜用電情況，國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)域電力供需形勢(shì)仍然能保持總體平衡,究其原因,特高壓工程和跨區(qū)電網(wǎng)功不可沒(méi)。自西南水電基地直達(dá)華東負(fù)荷中心的兩條特高壓直流輸電工程(向家壩上海、錦屏蘇南)送出的電力,約占華東區(qū)外受電的一半,占四川最大外送電力的71%,極大緩解了華東地區(qū)用電緊張狀況。結(jié)合我國(guó)國(guó)情，現(xiàn)在我國(guó)建設(shè)的

14、特高壓電網(wǎng)是世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、輸送距離最長(zhǎng)的直流輸電工程。2 特高壓電網(wǎng)現(xiàn)在的特高壓電網(wǎng)包括特高壓交流與特高壓直流，哪一種方式更適合遠(yuǎn)距離跨區(qū)域輸電？成為能源優(yōu)化分配的平臺(tái)呢？2.1 特高壓交直流輸電的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比2.1.1 直流輸電的優(yōu)點(diǎn):2.1.1.1 經(jīng)濟(jì)方面：（1）線路造價(jià)低。對(duì)于架空輸電線，交流用三根導(dǎo)線，而直流一般用兩根，采用大地或海水作回路時(shí)只要一根，能節(jié)省大量的線路建設(shè)費(fèi)用。對(duì)于電纜，由于絕緣介質(zhì)的直流強(qiáng)度遠(yuǎn)高于交流強(qiáng)度，如通常的油浸紙電纜，直流的允許工作電壓約為交流的3倍，直流電纜的投資少得多。（2）電能損失小。直流架空輸電線只用兩根，導(dǎo)線電阻損耗比交流輸電?。?/p>

15、沒(méi)有感抗和容抗的無(wú)功損耗；沒(méi)有集膚效應(yīng)，導(dǎo)線的截面利用充分。另外，直流架空線路的“空間電荷效應(yīng)”使其電暈損耗和無(wú)線電干擾都比交流線路小。所以，直流架空輸電線路在線路建設(shè)初投資和年運(yùn)行費(fèi)用上均較交流經(jīng)濟(jì)。2.1.1.2 技術(shù)方面：（1）不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的非同期互聯(lián)。由此可見(jiàn)，在一定輸電電壓下，交流輸電容許輸送功率和距離受到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的限制，還須采取提高穩(wěn)定性的措施，增加了費(fèi)用。而用直流輸電系統(tǒng)連接兩個(gè)交流系統(tǒng)，由于直流線路沒(méi)有電抗，不存在上述穩(wěn)定問(wèn)題。因此，直流輸電的輸送容量和距離不受同步運(yùn)行穩(wěn)定性的限制，還可連接兩個(gè)不同頻率的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)非同期聯(lián)網(wǎng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（2）限制

16、短路電流。如用交流輸電線連接兩個(gè)交流系統(tǒng)，短路容量增大，甚至需要更換斷路器或增設(shè)限流裝置。然而用直流輸電線路連接兩個(gè)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。（3）調(diào)節(jié)快速，運(yùn)行可靠。直流輸電通過(guò)可控硅換流器能快速調(diào)整有功功率，實(shí)現(xiàn)“潮流翻轉(zhuǎn)”（功率流動(dòng)方向的改變），在正常時(shí)能保證穩(wěn)定輸出，在事故情況下，可實(shí)現(xiàn)健全系統(tǒng)對(duì)故障系統(tǒng)的緊急支援，也能實(shí)現(xiàn)振蕩阻尼和次同步振蕩的抑制。在交直流線路并列運(yùn)行時(shí)，如果交流線路發(fā)生短路，可短暫增大直流輸送功率以減少發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加速，提高系統(tǒng)的可靠性。（4）沒(méi)有電容充電電流。直流線路穩(wěn)態(tài)時(shí)無(wú)電容電流，沿線電壓分

17、布平穩(wěn)，無(wú)空、輕載時(shí)交流長(zhǎng)線受端及中部發(fā)生電壓異常升高的現(xiàn)象，也不需要并聯(lián)電抗補(bǔ)償。（5）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。2.1.2 直流輸電缺點(diǎn):2.1.2.1 直流輸電技術(shù)的不足：（1）消耗無(wú)功功率多。一般每端換流站消耗無(wú)功功率約為輸送功率的4060,需要無(wú)功補(bǔ)償。（2）產(chǎn)生諧波影響。換流器在交流和直流側(cè)都產(chǎn)生諧波電壓和諧波電流，使電容器和發(fā)電機(jī)過(guò)熱、換流器的控制不穩(wěn)定，對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。（3）不能用變壓器來(lái)改變電壓等級(jí)。直流輸電主要用于長(zhǎng)距離大容量輸電、交流系統(tǒng)之間異步互

18、聯(lián)和海底電纜送電等。2.1.2.2 直流輸電經(jīng)濟(jì)方面：（1）換流裝置較昂貴。這是限制直流輸電應(yīng)用的最主要原因。在輸送相同容量時(shí)，直流線路單位長(zhǎng)度的造價(jià)比交流低;而直流輸電兩端換流設(shè)備造價(jià)比交流變電站貴很多。這就引起了所謂的“等價(jià)距離”問(wèn)題。2.1.2.3 直流輸電環(huán)境方面：（1）從運(yùn)行維護(hù)來(lái)說(shuō)，直流線路積污速度快、污閃電壓低，污穢問(wèn)題較交流線路更為嚴(yán)重。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，目前我國(guó)大氣環(huán)境相對(duì)較差，這使直流線路的清掃及防污閃更為困難。設(shè)備故障及污穢嚴(yán)重等原因使直流線路的污閃率明顯高于交流線路。2.1.3 特高壓交流輸電的主要優(yōu)點(diǎn)：有利于連網(wǎng)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2.1.4 特高壓交流輸電的主要缺點(diǎn)：

19、特高壓交流輸電的主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性問(wèn)題不易解決。自1965-1984年世界上共發(fā)生了6次交流大電網(wǎng)瓦解事故，其中4次發(fā)生在美國(guó)，2次在歐洲。這些嚴(yán)重的大電網(wǎng)瓦解事故說(shuō)明采用交流互聯(lián)的大電網(wǎng)存在著安全穩(wěn)定、事故連鎖反應(yīng)及大面積停電等難以解決的問(wèn)題。特別是在特高壓線路出現(xiàn)初期，不能形成主網(wǎng)架，線路負(fù)載能力較低，電源的集中送出帶來(lái)了較大的穩(wěn)定性問(wèn)題。下級(jí)電網(wǎng)不能解環(huán)運(yùn)行，導(dǎo)致不能有效降低受端電網(wǎng)短路電流，這些都威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。另外，特高壓交流輸電對(duì)環(huán)境影響較大。輸電線路的建設(shè)主要考慮的是經(jīng)濟(jì)性，而互聯(lián)線路則要將系統(tǒng)的穩(wěn)定性放在第一位。在超高壓交流輸電方面，若在500kV電壓等級(jí)上采

20、用750kV（最高運(yùn)行電壓800kV），有可能因兩級(jí)電壓相距太近，會(huì)造成電磁環(huán)網(wǎng)多、潮流控制困難、電網(wǎng)損耗大等問(wèn)題，而且，即使今后采用靈活交流輸電技術(shù)或緊湊型輸電技術(shù)，輸電容量的有限增加仍難以滿足電力系統(tǒng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要。與直流輸電比較，現(xiàn)有的交流500kV輸電（經(jīng)濟(jì)輸送容量為1000 kW,輸送距離為300500 km）已不能滿足需要，只有提高電壓等級(jí)，采用特高壓輸電方式，才能獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益2.3 直流架空線路與交流架空線路相比；在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算方面，并沒(méi)有顯著差別。但在電氣方面，則具有許多不同的特點(diǎn)，需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究。對(duì)于特高壓直流輸電線路的建設(shè)，尤其需要重視以下三個(gè)方面的研究：2

21、.3.1 電暈效應(yīng)。直流輸電線路在正常運(yùn)行情況下允許導(dǎo)線發(fā)生一定程度的電暈放電，由此將會(huì)產(chǎn)生電暈損失、電場(chǎng)效應(yīng)、無(wú)線電干擾和可聽(tīng)噪聲等，導(dǎo)致直流輸電的運(yùn)行損耗和環(huán)境影響。特高壓工程由于電壓高，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，其電暈效應(yīng)可能會(huì)比超高壓工程的更大。通過(guò)對(duì)特高壓直流電暈特性的研究，合理選擇導(dǎo)線型式和絕緣子串、金具組裝型式，降低電暈效應(yīng)，減少運(yùn)行損耗和對(duì)環(huán)境的影響。2.3.2 絕緣配合。直流輸電工程的絕緣配合對(duì)工程的投資和運(yùn)行水平有極大影響。由于直流輸電的“靜電吸塵效應(yīng)”，絕緣子的積污和污閃特性與交流的有很大不同，由此引起的污穢放電比交流的更為嚴(yán)重，合理選擇直流線路的絕緣配合對(duì)于提高。2.3.3 電磁環(huán)

22、境影響。與超高壓工程相比，特高壓直流輸電工程具有電壓高、導(dǎo)線大、鐵塔高、單回線路走廊寬等特點(diǎn)，其電磁環(huán)境與500千伏直流線路的有一定差別，由此帶來(lái)的環(huán)境影響必然受到社會(huì)各界的關(guān)注。同時(shí)，特高壓直流工程的電磁環(huán)境與導(dǎo)線型式、架線高度等密切相關(guān)。因此，認(rèn)真研究特高壓直流輸電的電磁環(huán)境影響，對(duì)于工程建設(shè)滿足環(huán)境保護(hù)要求和降低造價(jià)至關(guān)重要。我國(guó)特高壓輸電技術(shù)研究始于1986年，在過(guò)去的30年里，我國(guó)的科研機(jī)構(gòu)在特高壓交、直流輸電領(lǐng)域相繼開(kāi)展了“遠(yuǎn)距離輸電方式和電壓等級(jí)論證”、“特高壓輸電前期論證”和“采用交流百萬(wàn)伏特高壓輸電的可行性”等研究，在特高壓輸電系統(tǒng)過(guò)電壓水平、絕緣配合、輸電線路對(duì)環(huán)境影響以及

23、設(shè)備、線路、鐵塔、典型變電站(換流站)的選擇與論證方面，取得了初步成果。綜上所述，特高壓直流輸電與特高壓交流輸電相比較，特高壓直流輸電在大容量遠(yuǎn)距離輸電和建設(shè)全國(guó)的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)和設(shè)備上并無(wú)不可逾越的技術(shù)難題，在建設(shè)投資和運(yùn)行上也較為經(jīng)濟(jì)，發(fā)展特高壓是合理的。3.特高壓直流作為能源優(yōu)化配置平臺(tái)3.1向家壩-上海800kV特高壓直流輸電示范工程展露特高壓直流優(yōu)越性向家壩-上海800kV特高壓直流輸電示范工程承擔(dān)著金沙江下游大型水電基地的送出任務(wù)，起于四川宜賓復(fù)龍換流站，止于上海奉賢換流站，途經(jīng)8省市，四次跨越長(zhǎng)江。線路全長(zhǎng)1907公里。工程額定電壓800千伏，額定電流4000

24、安培，額定輸送功率640萬(wàn)千瓦，最大連續(xù)輸送功率720萬(wàn)千瓦。3.1.1技術(shù)水平高。是世界直流輸電技術(shù)的制高點(diǎn);特高壓直流關(guān)鍵設(shè)備均為首次研制，沒(méi)有可供借鑒的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，需要對(duì)特高壓直流工程系統(tǒng)方案、過(guò)電壓與絕緣配合、電磁環(huán)境控制、成套設(shè)計(jì)和設(shè)備制造等方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)攻關(guān)。3.1.2設(shè)備研制難度大。特高壓直流設(shè)備絕緣水平高，通流能力大，使用的800千伏、30萬(wàn)千伏安級(jí)特高壓換流變壓器，通流能力4500安培的6英寸晶閘管，單閥組容量180萬(wàn)千瓦的換流閥，額定電流4000安培的低噪聲干式平波電抗器、直流穿墻套管、直流斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的換流站控制保護(hù)系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備均為世界首創(chuàng)，研

25、制難度極大，是對(duì)電力電子技術(shù)、電工技術(shù)、材料技術(shù)、高壓試驗(yàn)技術(shù)和控制技術(shù)的極限挑戰(zhàn)。特別是兩大系列、8種型號(hào)換流變的研發(fā)，涉及電場(chǎng)分布技術(shù)、磁場(chǎng)分布技術(shù)、發(fā)熱和傳導(dǎo)計(jì)算、諧波分析、油紙兼容和電化學(xué)技術(shù)、直流電場(chǎng)和交流電場(chǎng)疊加交互作用分析等技術(shù)。每臺(tái)換流變涉及上萬(wàn)種物料，物料供應(yīng)涉及多個(gè)國(guó)家數(shù)十個(gè)制造廠，組織和管理難度極大。3.1.3建設(shè)任務(wù)繁重。特高壓直流工程采用雙極、每極兩個(gè)十二脈動(dòng)換流器串聯(lián)接線，輸送容量、送電距離和工程量均是500kV直流工程的兩倍以上。工程共需換流變壓器56臺(tái)，平波電抗器20臺(tái)，換流閥96個(gè)，晶閘管5794只，控制保護(hù)屏柜832面;導(dǎo)地線5.9萬(wàn)噸，鐵塔材料23萬(wàn)噸，瓷絕緣子72萬(wàn)片，合成絕緣子2萬(wàn)支。線路工程途經(jīng)8個(gè)省(市)，56個(gè)縣(市)、區(qū)，房屋拆遷總計(jì)9152戶、近250萬(wàn)平米，涉及大型廠礦搬遷195處。工程試驗(yàn)室聯(lián)調(diào)項(xiàng)目2200項(xiàng)，現(xiàn)場(chǎng)分系統(tǒng)調(diào)試超過(guò)2萬(wàn)項(xiàng)，站系統(tǒng)調(diào)試147項(xiàng)，系統(tǒng)調(diào)試12大類(lèi)591項(xiàng)。3.1.4可靠性指標(biāo)先進(jìn)。特高壓直流工程采用對(duì)稱(chēng)、模塊化設(shè)計(jì)，單個(gè)換流模塊故障情況下，其它換流模